[发明专利]用于二氧化碳捕集的性能评价方法及装置

说明书

本公开提供一种用于二氧化碳捕集的性能评价方法及装置，方法包括：采用燃煤电厂作为目标系统单产电的第一参比系统，采用燃烧后捕集电厂作为目标系统单产二氧化碳的第二参比系统；其中，将目标系统的电力输出与二氧化碳输出均作为目标系统的产品输出；确定目标系统的边界条件、设备参数以及第一参比系统、第二参比系统的设备参数；基于边界条件和设备参数，建立目标系统与第一参比系统及第二参比系统的模拟‑计算模型，以计算目标系统、第一参比系统、第二参比系统的热力学特性；根据热力学特性计算目标系统的折合二氧化碳捕集能耗、折合发电效率以及相对节能效率，作为目标系统的性能评价指标。

技术领域

本公开涉及二氧化碳捕集技术领域，尤其涉及一种用于二氧化碳捕集的性能评价方法及装置。

背景技术

碳捕集与封存(Carbon Capture and Storage，简称CCS)作为实现高碳燃料低碳利用的唯一途径，已被公认为缓解气候变化的重要技术手段。在CCS各环节中，CO₂捕集的能源消耗和成本最高，占CCS总能源消耗和成本的70％以上，导致燃煤电厂效率下降6～14个百分点，这无疑是阻碍CCS发展与部署的关键障碍。因此，开发低能耗捕集技术是CO₂捕集领域的关键任务，而正确评价捕集系统性能是构建低能耗捕集技术的前提。

然而，目前的评价指标在评价CCS某些特殊技术路线的性能方面存在局限性，如化学链燃烧、富氧燃烧等，在不考虑CO₂捕集的情况下，难以找到其相应的不带CO₂捕集的参比系统。因此，对于这些CO₂捕集技术路线，在无法准确获得具体的CO₂捕集能耗的情况下，现有的系统性能评价指标，如CO₂捕集能耗、系统效率惩罚以及额外的燃料消耗是无法得到的，这为CO₂捕集系统的评价工作带来了一定的困难。

公开内容

基于此，本公开一方面提供一种用于二氧化碳捕集的性能评价方法，包括：采用燃煤电厂作为目标系统单产电的第一参比系统，采用燃烧后捕集电厂作为所述目标系统单产二氧化碳的第二参比系统；其中，将所述目标系统的电力输出与二氧化碳输出均作为所述目标系统的产品输出；确定所述目标系统的边界条件、设备参数以及所述第一参比系统、所述第二参比系统的设备参数；基于所述边界条件和设备参数，建立所述目标系统与所述第一参比系统及所述第二参比系统的模拟-计算模型，以计算所述目标系统、所述第一参比系统、所述第二参比系统的热力学特性；根据所述热力学特性计算所述目标系统的折合二氧化碳捕集能耗、折合发电效率以及相对节能效率，作为所述目标系统的性能评价指标；其中，所述折合二氧化碳捕集能耗表示在相同的发电量下，所述目标系统相对于所述第一参比系统因捕集单位二氧化碳多消耗的燃料量；所述折合发电效率表示在所述目标系统与所述第二参比系统具有相同二氧化碳捕集能耗的情况下，所述目标系统的发电效率；所述相对节能效率表示在相同发电量的情况下，所述目标系统相对于所述第一参比系统的燃料节约比，在相同二氧化碳捕集量的情况下，所述目标系统相对于所述第二参比系统的燃料节约比。

可选地，所述建立所述目标系统与所述第一参比系统及所述第二参比系统的模拟-计算模型，以计算所述目标系统、所述第一参比系统、所述第二参比系统的热力学特性包括：建立所述目标系统与所述第一参比系统的模拟-计算模型，以计算所述目标系统、所述第一参比系统在设计工况下的热力学特性；建立所述目标系统与所述第二参比系统的模拟-计算模型，以计算所述目标系统、所述第二参比系统在设计工况下的热力学特性。

可选地，其中，所述根据所述热力学特性计算所述目标系统的折合二氧化碳捕集能耗包括：根据