孔润娟，李 伟

(1.中国科学院 工程热物理研究所，北京 100190；2.中国科学院大学，北京 100049)

0 引 言

富氧燃烧技术能使烟气中的CO2浓度达到90%以上[1-2]，其为最具发展前景的CO2捕集技术之一。循环流化床富氧燃烧技术将循环流化床洁净燃烧技术和富氧燃烧技术有机结合，充分发挥两者的优势，不但燃料适应性广、燃烧强度大、NOx排放和脱硫成本均低，同时燃烧产生高CO2浓度的烟气。相对于煤粉炉富氧燃烧，循环流化床内颗粒换热剧烈，且循环流化床可利用外置床换热器以实现更高氧气浓度的富氧燃烧。然而，空气分离系统[3]和CO2压缩纯化系统[4]的存在使循环流化床富氧燃烧系统的发电净效率下降约10%～12%[5]，极大程度上限制了该技术的推广应用。因此，对循环流化床富氧燃烧发电系统进行建模优化和技术经济性分析，对于降低运行能耗与成本、推动其大规模工程化应用进程和降低CO2捕集成本具有重要意义。

为了探究提高循环流化床富氧燃烧的技术经济性的方法，孔红兵[6]发现将传统电厂改造成富氧燃烧电厂后，供电效率由原来的37.69%降低至 25.62%，但综合考虑碳税和碳销售分别为163￥/t和160 ￥/t时，富氧燃烧电厂将比常规电厂表现出明显优势。Leckner等[7]比较了循环流化床锅炉富氧燃烧改造和重新设计方案，发现由于氧气浓度和烟气再循环，重新设计方案要比空气燃烧改造为富氧的成本更小，有助于降低二氧化碳捕集成本。Yan Shi等[8]研究了在0.105 MPa ～3 MPa燃烧压力下加压循环流化床富氧燃烧的能量损失，发现在最佳压力为1.1MPa时，净效率从27.2%提高至30.5%。……