气候变化是本世纪人类面临重大的生存和发展问题之一,为避免工业活动对气候系统造成不可逆转的影响,必须采取有效措施减少和控制温室气体的排放。在所有温室气体中二氧化碳因其较长的寿命及庞大的排放量对“温室效应”的影响最大。BP公司在《世界能源统计评述》中指出,原煤消费属于全球最快的一次能源,每年燃煤发电厂直接排放大量的二氧化碳,是温室效应的主要贡献者之一。根据国际能源署的《关键能源数据统计》,燃煤发电量在全球电力生产来源统计中将一直保持在40%左右。显然,实现燃煤发电二氧化碳的捕集是减少温室气体排放的有效手段。目前国际上燃煤发电的碳捕集技术路线主要有三种:基于整体煤气化联合循环的燃烧前捕集、基于富氧燃烧的燃烧中捕集和采用溶剂吸收的燃烧后捕集。对于目前燃煤发电厂来说,根据富氧燃烧热力学特性,将现有设备系统通过改造以实现富氧燃烧,富氧燃烧烟气采用压缩纯化技术可以实现二氧化碳的捕集与利用,符合目前发电厂烟气近零排放技术要求,与燃烧前、后碳捕集技术相比具有较大的优势。富氧燃烧成为二氧化碳捕集领域中一个具竞争力的重要技术,压缩纯化技术利用输送需要压缩的基本要求实现酸性污染物的一体化脱除,并且系统根据用户不同需求设计灵活,具有重要的研究价值。结合富氧燃烧锅炉烟气特点,对CO₂压缩纯化系统进行全流程模拟,优化操作参数,形成最优设计,搭建了一套由CO₂压缩系统、铅室法脱硫脱硝系统、CO₂净化提纯系统、制冷系统、DCS控制系统、CO₂储存系统以及由电气系统、冷却水系统等辅助设施组成的50kg/h二氧化碳压缩纯化试验平台,以此开展CO₂的压缩纯化试验研究通过CO₂压缩冷凝试验,确定了温度和压力对CO₂液化的影响、低温洗涤塔CO₂喷淋量对洗涤塔塔顶气气体组成的影响、低温洗涤塔塔釜液NOx、SO₂浓缩程度;通过硫硝净化试验,改变脱硫脱硝工艺中NO、SO₂含量及NO、SO₂的比例,确定了脱硫脱硝工艺的脱硫脱硝效果;进行了富氧燃烧碳捕集技术全流程工艺试验,能够生产出99vt%以上的液体CO₂,且脱硫脱硝效果明显;进行了酸性气体加压氧化试验。通过试验研究,掌握了CO₂液化压力、温度与能耗的关系,NO的转化规律及脱除方法,SO₂的转化规律及脱除方法等。为开发富氧燃烧CO₂压缩纯化工艺技术及系统设计计算方法及200MWe富氧燃烧系统和锅炉研发奠定基础。