膜法富氧性能優(yōu)化研究——火力發(fā)電廠富氧燃燒氧源制備.pdf

1、隨著全球性氣候變化，CO2減排問(wèn)題得到了越來(lái)越多的關(guān)注。以礦物燃料為主要能源的火電廠是CO2的一個(gè)集中排放源，火電廠的CO2減排對(duì)減緩溫室效應(yīng)具有重要的意義。火力發(fā)電廠針對(duì)CO2減排的技術(shù)措施目前主要包括：發(fā)展超/超超臨界機(jī)組，整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)IGCC，現(xiàn)有火電廠煙氣捕獲封存CCS;富氧燃燒。富氧燃燒(oxy-fuel combustion)是對(duì)現(xiàn)有和新建常規(guī)火電廠實(shí)現(xiàn)碳減排的有效技術(shù)措施。
　　 富氧燃燒的一個(gè)重要技

2、術(shù)環(huán)節(jié)就是富氧氣源；研究富氧技術(shù)對(duì)火力發(fā)電廠富氧燃燒實(shí)現(xiàn)碳減排有著重要的科學(xué)意義和實(shí)用價(jià)值。本論文對(duì)空氣分離富氧技術(shù)進(jìn)行了比較，相較于深冷法和變壓吸附法，在獲得中等氧濃度條件，膜法富氧具有設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，投資少，運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。因此膜法富氧對(duì)未來(lái)富氧燃燒有舉足輕重的影響。膜法富氧產(chǎn)品的性能研究表明，膜富氧濃度常規(guī)在28％～40％，比較適用于電站鍋爐的穩(wěn)燃助燃。
　　 本文通過(guò)試驗(yàn)，首先考察了膜組件的常規(guī)富氧性能，包括膜組件

3、達(dá)到最大富氧效率的時(shí)間，膜組件長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行穩(wěn)定性的研究，膜組件間斷運(yùn)行穩(wěn)定性的研究。結(jié)果表明，試驗(yàn)在控制真空度為0.069MPa，空氣溫度在16℃情況下，膜組件穩(wěn)定運(yùn)行420min，氧濃度最高達(dá)28.3％，產(chǎn)氣量穩(wěn)定在4.08m3/h左右，在10～20min啟動(dòng)時(shí)間內(nèi)，膜組件可以達(dá)到最大富氧效率，且膜組件長(zhǎng)期運(yùn)行和間斷運(yùn)行的啟動(dòng)性能都能保持穩(wěn)定。
　　 試驗(yàn)考察了包括真空度，產(chǎn)氣量，溫度，空氣潔凈度在內(nèi)的各操作條件對(duì)膜組件富氧性能

4、的影響，在溫度由13℃增加到28℃真空度為0.038MPa，產(chǎn)氣量增加了21％，而透過(guò)膜的富氧氣中氧濃度由26.87％增加到27.38％，真空度0.04 MPa時(shí)富氧氣中氧濃度為24.8％，通過(guò)提高真空度到0.065MPa，富氧濃度增加到26.8％，透氣量由1.7Nm3/h增加到2.5Nm3/h。結(jié)果表明，操作溫度，真空度，產(chǎn)氣量，空氣潔凈度均為影響富氧膜性能的重要因素。
　　 試驗(yàn)研究了經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行后膜組件的污染程度及污染的恢