基于碳捕集系统半闭式S-CO2布雷顿循环性能分析

《基于碳捕集系统半闭式S-CO2布雷顿循环性能分析》是一篇探讨新型能源系统效率与环保技术结合的学术论文。该论文聚焦于超临界二氧化碳（S-CO2）布雷顿循环在碳捕集系统中的应用，旨在通过优化系统设计，提高能源转换效率并减少碳排放。随着全球对碳中和目标的关注日益增强，如何在保证能源供应的同时降低温室气体排放成为研究热点，而S-CO2布雷顿循环因其高效、紧凑和适应性强的特点，被认为是未来清洁能源系统的重要发展方向。

该论文首先介绍了S-CO2布雷顿循环的基本原理及其在传统能源系统中的应用。S-CO2是一种在超临界状态下工作的流体，其密度接近液体，而粘度接近气体，这种独特的物理性质使得它在热力循环中表现出更高的效率。相较于传统的蒸汽循环，S-CO2循环具有更小的设备体积、更低的能量损失以及更高的热效率，因此被广泛应用于发电、余热回收和工业加热等领域。

随后，论文重点分析了将S-CO2布雷顿循环与碳捕集系统相结合的可行性。碳捕集技术是目前减少碳排放的关键手段之一，主要包括燃烧后捕集、燃烧前捕集和富氧燃烧等方法。然而，传统碳捕集过程往往需要额外的能量输入，导致整体系统效率下降。为此，论文提出了一种半闭式S-CO2布雷顿循环方案，通过合理设计循环结构，实现碳捕集与能量回收的协同作用。

在系统建模方面，论文采用热力学分析方法，构建了包含压缩机、换热器、涡轮机和碳捕集装置的完整模型。通过对各个组件的性能进行仿真计算，研究了不同工况下系统的效率变化规律。结果表明，半闭式S-CO2循环能够在保持较高热效率的同时，有效降低碳捕集过程中的能耗，从而提升整体系统的经济性和环境效益。

此外，论文还探讨了不同参数对系统性能的影响，包括工作压力、温度、CO2浓度以及循环结构的变化等。通过对比实验，发现适当提高系统压力可以显著提升S-CO2的热力学性能，但同时也增加了设备的制造难度和成本。因此，在实际应用中需要权衡效率与经济性的关系。

在碳捕集环节，论文提出了多种优化策略，例如采用高效的吸收剂、改进再生工艺以及利用余热回收技术。这些措施有助于提高碳捕集效率，同时降低运行成本。此外，研究还指出，结合先进的控制系统和智能算法，可以进一步优化整个系统的运行状态，使其在不同负荷条件下保持稳定高效的运行。

论文的最后部分总结了研究成果，并对未来的研究方向进行了展望。作者认为，尽管半闭式S-CO2布雷顿循环在碳捕集系统中展现出良好的应用前景，但仍需进一步解决关键技术问题，如材料耐高温高压能力、系统稳定性以及大规模应用的经济性等。此外，还需加强与其他清洁能源技术的融合，推动形成更加清洁、高效的能源体系。

总体而言，《基于碳捕集系统半闭式S-CO2布雷顿循环性能分析》为新能源系统的开发提供了重要的理论依据和技术支持。通过深入研究S-CO2循环与碳捕集技术的结合方式，该论文不仅拓展了传统能源系统的应用边界，也为实现低碳可持续发展提供了新的思路和解决方案。