本文關(guān)鍵詞： 超臨界水 煤 制氫 火用效率 圖像火用分析　出處：《西安建筑科技大學(xué)》2014年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：煤是當(dāng)今火力發(fā)電最重要的燃料，但是煤在空氣中直接燃燒生成NOx、SOx、CO2和PM2.5等污染物。超臨界水中煤氣化制氫技術(shù)是一種高效清潔的煤利用新技術(shù)，利用超臨界水特有的性能，將煤轉(zhuǎn)化為清潔高熱值的H2和CO2，N、S等污染物作為固體殘留直接排出反應(yīng)器。本文構(gòu)建了一種新型超臨界水中煤氣化制氫熱力發(fā)電循環(huán)系統(tǒng)，采用能量分析和火用分析方法研究新系統(tǒng)的過(guò)程能耗，并基于能的品位概念，運(yùn)用圖像火用分析法，，進(jìn)一步探究系統(tǒng)關(guān)鍵過(guò)程能量轉(zhuǎn)化機(jī)理，以期達(dá)到煤的清潔利用以及節(jié)能減排的目的。 首先，構(gòu)建了一種新型超臨界水中煤氣化制氫熱力發(fā)電循環(huán)系統(tǒng)，該系統(tǒng)使煤在超臨界水中氣化后的混合工質(zhì)直接通入透平做功發(fā)電，充分利用反應(yīng)器出口超臨界水所攜帶的能量，并且使氣化獲得的氣體直接發(fā)生氧化反應(yīng)重新加熱蒸汽，再次驅(qū)動(dòng)透平做功發(fā)電，節(jié)省氫氣分離提純時(shí)的能耗，且將氫能直接轉(zhuǎn)化為應(yīng)用更廣泛的電能。 其次，對(duì)新系統(tǒng)進(jìn)行能量分析和火用分析，以常規(guī)煤直接燃燒推動(dòng)超臨界機(jī)組再熱循環(huán)系統(tǒng)為參照，對(duì)比發(fā)現(xiàn)新系統(tǒng)具有良好的能量效率和火用效率，指出影響系統(tǒng)能量效率和火用效率的關(guān)鍵過(guò)程為氣化和燃燒兩個(gè)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。 最后，基于能的品位概念，利用圖像火用分析法，通過(guò)研究超臨界水中煤氣化制氫過(guò)程中化學(xué)能向物理能轉(zhuǎn)化時(shí)能量品位的變化關(guān)系，揭示過(guò)程中火用損失產(chǎn)生的深層原因，闡明新系統(tǒng)火用損失減少和外部熱源品位提升的機(jī)理。為超臨界水中煤氣化制氫熱力發(fā)電循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化提供理論依據(jù)。
[Abstract]:Coal is the most important fuel for thermal power generation today, but coal directly burns in the air to produce pollutants such as no _ XO _ XO _ 2 and PM2.5. Gasification of coal in supercritical water for hydrogen production is a new technology for efficient and clean coal utilization, which makes use of the unique properties of supercritical water. The coal is converted into clean and high calorific pollutants such as H2 and CO _ 2N _ 2N _ 2 as solid residue direct discharge reactor. In this paper, a new type of supercritical water gasification to produce hydrogen thermal power cycle system is constructed. Energy analysis and exergy analysis are used to study the process energy consumption of the new system. Based on the concept of energy grade and image exergy analysis, the mechanism of energy conversion in the key process of the system is further explored. In order to achieve clean use of coal and energy conservation and emission reduction purposes. Firstly, a new thermal power generation cycle system of coal gasification for hydrogen production in supercritical water is constructed, in which the mixed working fluid of coal gasified in supercritical water is directly pumped into the turbine for power generation. The energy carried by the supercritical water at the outlet of the reactor is fully utilized, and the gas obtained from the gasification is directly oxidized to reheat the steam, and the turbine is again driven for power generation, thus saving energy consumption in the process of hydrogen separation and purification. And the hydrogen energy is directly converted into more widely used electric energy. Secondly, the energy analysis and exergy analysis of the new system are carried out. The new system has good energy efficiency and exergy efficiency, compared with the conventional direct combustion supercritical unit reheat cycle system. It is pointed out that the key processes affecting system energy efficiency and exergy efficiency are gasification and combustion. Finally, based on the concept of grade of energy, by using image exergy analysis, the change of energy grade during the conversion of chemical energy to physical energy in the process of hydrogen production from coal gasification in supercritical water is studied, and the deep causes of exergy loss in the process are revealed. The mechanism of reducing exergy loss and increasing the grade of external heat source in the new system is expounded, which provides a theoretical basis for the design and optimization of the thermal power generation cycle system for the gasification of coal to produce hydrogen in supercritical water.
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TM611

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本文編號(hào)：1555759