基于能量梯級利用理論的煤基液體燃料—動力多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)集成與優(yōu)化研究.pdf

1、碩士學位論文碩士學位論文論文題目論文題目：基于能量梯級利用理論的煤基液體燃料基于能量梯級利用理論的煤基液體燃料—動力多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)動力多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)集成與優(yōu)化研究集成與優(yōu)化研究英文題目英文題目：Theintegrationoptimizationstudiesbasedonthetheyoftheenergycadeutilizationfthesystemofcoalbasedliquidfuelpowerpolygeneration學位類學

2、位類別：學術(shù)碩士研究生姓研究生姓名：程文偉學號學號：201202041學科學科(領(lǐng)域領(lǐng)域)名稱名稱：化學工程與技術(shù)指導(dǎo)教指導(dǎo)教師：于戈文職稱職稱：教授協(xié)助指導(dǎo)教協(xié)助指導(dǎo)教師：師：職稱：職稱：2015年6月7日分類號：分類號：TQ015密級：級：公開UDC：學校代碼：學校代碼：10127內(nèi)蒙古科技大學碩士學位論文I摘要化石燃料是我國能源結(jié)構(gòu)的主體，其基本特點為“富煤、貧油、少氣”。基于此背景下，煤炭資源在轉(zhuǎn)化和傳遞過程中需要對物質(zhì)和能量的

3、利用進行綜合優(yōu)化。煤基化工—動力多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的集成實現(xiàn)了煤炭資源的高效低碳化利用，也是解決我國能源短缺、環(huán)境污染與社會效益相容協(xié)調(diào)發(fā)展的重要途徑之一。煤基化工—動力多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的集成是建立在化學能與物理能綜合梯級利用理論的基礎(chǔ)上，能夠真實揭示出多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)在物質(zhì)轉(zhuǎn)化和能量傳遞過程中節(jié)能潛力的關(guān)鍵所在和基本規(guī)律。對多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)模型進行構(gòu)建的基本思路是：以GSP煤氣化技術(shù)為“源頭”工序，融合了費托合成（FischerTropschSynthesis

4、；FTS）化工系統(tǒng)和整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)（IntegratedGasificationCombinedCycle；IGCC）發(fā)電動力系統(tǒng)，使化工系統(tǒng)和動力系統(tǒng)有機地耦合成煤基液體燃料—動力多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。本文集成的煤基FT合成油IGCC多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)模型主要包括：空分、煤氣化、水煤氣變換、低溫甲醇洗、FTS、油品精制、Claus硫回收以及燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電單元，并依托AspenPlus流程模擬軟件對各個子單元進行建模模擬與分析。本文基于化學能與

5、物理能綜合梯級利用理論側(cè)重從熱力學的角度對煤基FT合成油IGCC多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)進行系統(tǒng)集成與優(yōu)化研究，并建立以?效率作為優(yōu)化多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)目標函數(shù)。?效率的大小是衡量系統(tǒng)實際過程熱力學完善程度的性能指標，而分析系統(tǒng)局部?損失大小及分布更是指明系統(tǒng)節(jié)能潛力的關(guān)鍵所在。結(jié)果表明：隨著合成氣用于FTS側(cè)比例增加，煤基FT合成油IGCC多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的?效率也逐漸增大，分別為64.41%(FT25)，66.65%(FT75)，69.89%(FT100)。從

6、FT合成油產(chǎn)量和CO2排放的角度看，串聯(lián)型（FT100）多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)FT合成油產(chǎn)量最高，液化石油氣、石腦油和柴油分別為39.23th，70.44th，197.34th；而并聯(lián)型多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)CO2減排具有明顯優(yōu)勢，碳的捕獲率從81.48%(FT25)降低到30.61%(FT100)，而碳的排放率從8.62%(FT25)升高到14.78%(FT100)。從電力輸出的角度看，并聯(lián)型多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)具有明顯優(yōu)勢，電力輸出分別為1517.19MW(FT25