Shell与GSP气化法下IGCC系统仿真对比：深度变换与CO2减排效果

本文主要探讨了以Shell和GSP两种不同的气流床煤气化技术作为气头的Integrated Gasification Combined Cycle (IGCC)系统的模拟计算。IGCC是一种结合煤炭气化和燃气-蒸汽联合循环的高效、环保发电技术，对于我国煤炭为主要能源来源的国家尤为重要，因为它可以有效减少环境污染并提高能源利用效率。 文章首先介绍了IGCC的基本原理，即通过煤炭气化产生合成气，然后净化后驱动燃气-蒸汽联合循环发电。气化工艺的选择直接影响合成气的质量，进而影响整个系统的性能。作者之前的研究已对比过Shell和Texaco气化技术，而本研究则重点关注Shell和GSP这两种气化技术的特性。 Shell气化技术和GSP气流床技术在某些方面有相似之处，比如都采用干粉煤进料，使用富氧和水蒸气作为气化剂，且冷却效率接近。然而，核心区别在于处理合成气的方式：在Shell气化为气头的IGCC系统中，进行了深度变换，即对合成气中的CO进行了95%的转化，这显著提高了系统的热效率至34.8%，同时大幅度降低了二氧化碳排放，碳的捕获量占系统总碳量的92.5%。这表明深度变换不仅经济效益显著，而且有助于实现低碳排放目标。 相比之下，未进行深度变换的GSP气化为气头的IGCC系统表现出更高的热效率（41.8%），但其在CO2减排和碳捕获方面不如深度变换方案。这说明在优化环境性能的同时，也需权衡经济效益和运营成本。 本文的模拟计算结果对于优化气化技术选择、设计更高效的IGCC系统以及评估其对环境和经济效益的影响具有重要意义。此外，文章还可能涉及了Aspen Plus等专业软件在模拟过程中的应用，这是工业工程中常用的一种工具，用于模拟和优化复杂工业过程，如煤气化和变换过程。 总结来说，本文深入分析了Shell和GSP气化技术在IGCC系统中的实际应用，揭示了它们在热效率、碳排放和成本控制方面的差异，并通过数值模拟提供了实用的数据支持，为改进现有IGCC技术和推动该领域的发展提供了有价值的信息。