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近年来,随着城市范围的不断扩大和人口的不断增加,直接导致城市固体生活垃圾(MSW)的产量与日俱增,其合理处置已经成为一项十分迫切的环保任务。在当前众多处置垃圾的技术中,垃圾焚烧发电技术以其诸多的优点和经济价值受到人们的高度重视。但是,由于传统焚烧发电技术在垃圾焚烧过程中会产生大量的污染物,严重危害周围的生态环境和居民健康,这严重制约了垃圾焚烧发电技术的应用和发展。O2/CO2燃烧技术作为一种新型减排技术,其燃烧效率高、低污染物排放量、低成本捕集CO2等诸多优点引起了人们的广泛关注。将其应用到MSW焚烧发电过程中能够有效减少污染物的产生和排放。与常规空气焚烧发电技术相比,垃圾O2/CO2燃烧发电技术增加了空分系统和烟气处理压缩系统,大大降低了电厂的发电效率,成为其大规模推广和应用的关键性难题。本文以深圳市某垃圾焚烧发电厂为原型,将垃圾O2/CO2燃烧发电系统的耦合优化和经济性评价作为全文主线,利用Aspen Plus流程模拟软件依次建立常规空气垃圾焚烧发电厂全流程仿真模型、空分系统仿真模型、垃圾O2/CO2燃烧发电系统仿真模型、烟气处理压缩系统仿真模型。在此基础上,将各个子系统进行耦合连接,建立垃圾O2/CO2燃烧发电厂全流程仿真模型,并对其运行参数进行优化分析和全厂经济性评价。本文首先利用Aspen Plus软件建立了垃圾空气和O2/CO2燃烧发电厂全流程仿真模型,并将仿真模拟结果与实际数据进行对比,确保模型的可靠性。以垃圾O2/CO2燃烧发电厂全流程仿真模型为基础,讨论不同烟气再循环方式、过量氧气系数和供氧浓度在O2/CO2燃烧条件下各主要参数的关联和对系统性能的影响。随后,在垃圾O2/CO2燃烧发电厂全流程仿真模型的基础上,分别对垃圾O2/CO2燃烧模型的各个子系统和垃圾O2/CO2燃烧发电厂全流程仿真模型进行耦合优化分析,发现烟气处理压缩系统占总能耗的19.82%,空分系统占总能耗的54.29%,电厂其它能耗占总能耗的25.89%；在采用耦合优化措施之后,垃圾O2/CO2燃烧发电厂净发电效率提高2.69%。最后,以垃圾O2/CO2燃烧发电系统优化后的电耗数据、垃圾电厂提供的厂区资料和市场调研数据等为基础,计算垃圾空气和O2/CO2燃烧发电厂的年度总成本、电厂年度总收益、电厂发电成本等参数。除此之外,还考虑了CO2排放税收和销售对焚烧发电系统经济性能的影响,发现与常规垃圾电厂相比,垃圾O2/CO2燃烧电厂静态总投资增加3.52%左右,年度毛收益减少58.75%左右;在考虑CO2税收和销售时,垃圾O2/CO2燃烧电厂的年度毛利润提高47.3%左右。