近年来,全球经济的快速发展使得二氧化碳排放量持续增加,由CO₂排放带来的全球变暖等环境问题日益引起国际社会的广泛关注。化石能源消费是CO₂排放的主要来源,也是控制和减缓碳排放的主要领域。在众多的碳捕集技术中,胺液吸收法由于吸收效率高、选择性好、成本及再生能耗低等优势,在燃烧后碳捕集领域得到了广泛的研究。以美国德州大学奥斯汀分校的碳捕集中试厂为模拟对象,介绍了Aspen Plus软件中用于CO₂化学吸收过程的模块并建立烟气脱碳系统模型。采用基于速率的方法模拟MEA溶液吸收解吸CO₂的过程,将模拟结果与实验测量数据进行比较,得到CO₂捕集量、CO₂脱除率及贫富液CO₂载荷等数据的比较结果较为一致,同时吸收塔与解吸塔的温度曲线与测量数据较为符合,从而验证了模型的准确性。运用Aspen Plus模拟某国产600MWe超临界燃煤机组集成燃烧后二氧化碳捕集系统前后的性能变化,以未集成燃烧后二氧化碳捕集系统的电厂热力系统作为基准工况,得到电厂净效率为41.14%。对MEA溶液烟气脱碳过程中的运行参数进行灵敏度分析,得到优化的贫液CO₂载荷为0.25mol CO₂/mol MEA,解吸压力为2bar,此时单位再沸器负荷为3.3GJ/t CO₂,辅助电耗为26.9kW·h/t CO₂。选择五级压缩加超流体泵的系统对解吸塔出口的CO₂气流进行压缩净化至110bar,得到压缩能耗为79.0kW·h/t CO₂。通过抽取低压蒸汽用于胺液再生将燃煤电厂热力系统与燃烧后二氧化碳捕集系统进行集成,压缩能耗及辅助电耗由电厂提供,集成后电厂净发电量减少约30%,电厂效率下降至28.87%,较集成CO₂捕集系统前降低了12.27%。在三个降低机组发电量的主要因素中,胺液再生所占的比重最大,为72.21%,其次是CO₂压缩过程,占总能耗的20.72%,风机及胺液泵等辅助设备能耗最小,约占总能耗的7.07%。为提高带有二氧化碳捕集系统的机组效率,减少由于胺液再生及CO₂压缩等造成的电厂效率损失,对集成了燃烧后二氧化碳捕集系统的电厂热力系统进行热集成优化。通过再生抽汽冷凝水回流位置优化、CO₂压缩系统级间冷却热集成、解吸塔冷凝器热集成及再生抽汽热集成等过程,最终使带有CO₂捕集压缩过程的电厂净效率较优化前提高2.27%,使得效率损失由原来的12.27%降为10.0%。