温室气体排放所带来的全球性气候问题正威胁着人类的生存,电力行业贡献了约三分之一的人为碳排放,控制全球升温的紧迫性使得电厂的碳减排成为研究热点。在气候危机和化石燃料短缺的双重压力下,可再生能源的使用比例逐步扩大,生物质作为一种CO2零排放的碳基可再生能源,已被应用到直燃发电中。但控制大气中现有碳浓度水平还需要进一步在电厂中实施碳捕集,将生物质发电与碳捕集结合,则可实现CO2负排放的电力生产,在一定程度上缓解气候危机。在国内外,不带碳捕集的传统燃煤电厂占有较大比例,这使得对碳捕集流程和生物质掺混改造的研究具有工程意义。本文旨在以模拟的方式,从塔尺寸和运行参数角度为大型电厂的煤、生物质燃烧碳捕集改造做铺垫。本文利用流程模拟软件Aspen Plus,首先对300MW电厂进行了煤、生物质燃烧模拟,得到了神华煤与不同生物质（花生壳、水稻杆和水稻壳）按照不同生物质掺混热量比（0、0.25、0.5、0.75和1）,在变烟气冷却温度（40℃、50℃和60℃）和氧浓度（21%、26%和31%）下的燃烧烟气,结果表明:燃烧烟气量和烟气中CO2浓度因燃料成分和热值而异,燃烧烟气量从大到小依次是水稻杆、神华煤、花生壳和水稻壳,而烟气中CO2浓度按此顺序升高。21%氧浓度下燃烧烟气冷却到40℃时,花生壳、水稻杆和水稻壳的烟气量较神华煤分别下降约1%、上升约21%和下降约10%;降低烟气冷却温度和增加氧浓度都有利于得到更少且CO2浓度更高的烟气。在21%O2下,神华煤、花生壳、水稻杆和水稻壳的40℃烟气与60℃相比,烟气量分别减少约1%、5%、5%和4%;氧浓度对烟气量的影响最显著,当氧浓度由21%增加到31%时,四种燃料的烟气量均缩减至原来的70%左右。其次,对三种氧浓度下燃煤烟气碳捕集流程中的吸收塔和解析塔进行模拟设计,获得三组塔尺寸,结果表明:氧浓度对捕集流程的影响主要体现在塔设备结构尺寸方面,氧浓度增加,吸收塔尺寸显著减小,26%O2和31%O2较常规氧浓度下塔体积分别减小19%和34%,而解析塔尺寸变化较小,体积缩减分别为8%和16%。随后模拟了单乙醇胺（MEA）的碳捕集流程,研究了贫液CO2负载、MEA浓度、解析压力、流程换热器温差和捕集效率等参数对循环流程再生能耗的影响,结果表明:在参数变化范围内,再生能耗随贫液CO2负载的增加呈先降低后升高趋势;再生能耗随MEA浓度先减少后增加;换热器温差的减小有利于回收更多热量;解析压力的提高可减少再生能耗和冷凝器冷量;再生能耗随碳捕集率的提高而增大,捕集率大于90%时能耗明显增加,再生能耗的改变是多因素耦合结果。捕集系统在0.22贫液负载、30%MEA、5℃换热温差、1.9bar再生压力和90%捕集率条件下达到最低再生能耗,为3.44MJ/kg CO2.最后,对燃烧和碳捕集进行全流程模拟研究,通过改变贫液CO2负载,获得了每种烟气的最优贫液负载值,以及相应的最低再生能耗。结果表明:将燃煤中掺混生物质燃烧,能耗变化呈多样性,可能增大或减小,燃料单位热值需氧量越小,含碳量越大,燃烧烟气量越小,CO2浓度越大,再生能耗越低,但总体上看,燃料变化对再生能耗影响不显著。在21%O2下,花生壳、水稻杆和水稻壳的燃烧烟气碳捕集再生能耗分别比煤减少0.2%,增加1.5%和减少1.4%。此外,由于使用不同塔结构尺寸的原因,氧浓度对捕集流程再生能耗的影响并不显著,燃煤烟气在26%O2和31%O2下的最低再生能耗较常规氧浓度分别减小0.7%和1.4%;水稻壳在31%O2下的再生能耗最低为3.37MJ/kg CO2,最高能耗则对应水稻杆在21%O2的燃烧烟气,能耗为3.49 MJ/kg CO2。