Simultaneous design and operational optimization for flexible carbon capture process using ionic liquids
Simultaneous design and operational optimization for flexible carbon capture process using ionic liquids
复制标题
使用离子液体的灵活碳捕获工艺的同步设计和操作优化
DOI：
10.1016/j.compchemeng.2023.108344
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发表时间：
2023
影响因子：
4.3
通讯作者：
Baldea, Michael
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Seo, Kyeongjun;Retnanto, Adhika P.;Martorell, Jorge L.;Edgar, Thomas F.;Stadtherr, Mark A.;Baldea, Michael
在向零碳发电技术过渡的过程中，碳捕获和封存是减少二氧化碳排放的有效途径。随着风能和太阳能光伏等可再生能源的日益普及，传统发电系统越来越需要以高度可变的速率运行，以平衡间歇性的可再生能源供应。因此，与化石燃料发电厂相结合的燃烧后碳捕获系统也必须在可变负荷下运行。此外，捕集装置中的溶剂再生和二氧化碳压缩需要大量的能源，这种灵活的操作可以为运营商提供机会，利用波动的电价，潜在地抵消碳捕集的成本。除其他外，这可以通过可变捕获率和溶剂储存的利用来实现。在本文中，我们考虑了一种使用离子液体作为化学吸收溶剂的碳捕获系统。研究了该系统在可再生能源发电速率较大变化情况下与天然气联合循环电厂的最优柔性运行。结果表明，相对于不灵活的捕获系统运行情况，显著节省了成本。
Carbon capture and storage is an effective way to abate CO2emissions during the transition to zero-carbon power generation technologies. As renewable electricity sources such as wind and solar photovoltaics become more prevalent, conventional power generation systems are increasingly required to operate at highly variable rates in order to balance intermittent renewable power supply. As a result, post-combustion carbon capture systems integrated with fossil fuel power plants must also operate at variable load. In addition, the solvent regeneration and CO2compression in capture plants requires substantial amounts of energy and such flexible operation can present an opportunity for operators to take advantage of fluctuating electricity prices, potentially offsetting the cost of carbon capture. This can be achieved through, among others, variable capture rates and utilization of solvent storage. In this paper, we consider a carbon capture system using ionic liquids as a chemical absorption solvent. We study the optimal flexible operation of this system when connected to a natural gas combined cycle power plant under high variable renewable power generation rates. The results show significant cost savings relative to the case of inflexible capture system operation.
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--
作者：
Tangqiumei Song;Oscar Morales-Collazo;J. Brennecke
通讯作者：
Tangqiumei Song;Oscar Morales-Collazo;J. Brennecke
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通讯作者：
Matt Walters;T. Edgar;G. Rochelle
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