混合電子—碳酸根離子傳導(dǎo)膜捕獲電廠煙氣二氧化碳應(yīng)用研究
發(fā)布時(shí)間:2021-05-10 12:11
人類活動(dòng)所引起的溫室效應(yīng)及由此造成的全球氣候變化和對(duì)全球生態(tài)環(huán)境的影響正引起人們?cè)絹?lái)越多的重視。其中,二氧化碳(CO2)是大氣中溫室氣體之一,化石燃料燃燒和工業(yè)過(guò)程的CO2排放量占人類活動(dòng)溫室氣體總排放量的80%,被普遍認(rèn)為是導(dǎo)致溫室效應(yīng)的最主要的原因,F(xiàn)如今,中國(guó)二氧化碳排放量最高的部門(mén)是電力和熱力行業(yè)。有效減少和控制燃煤電廠CO2的排放量是緩解溫室效應(yīng)的關(guān)鍵;谶@一現(xiàn)狀,本文采用混合電子-碳酸根離子傳導(dǎo)(MECC)膜捕獲燃煤電廠CO2;旌想娮-碳酸鹽離子傳導(dǎo)膜為兩相復(fù)合膜,能同時(shí)實(shí)現(xiàn)電子和碳酸根離子的傳導(dǎo)。采用MECC膜捕獲電廠煙氣中CO2的方法,具有能耗低、操作簡(jiǎn)單、靈活性高的特點(diǎn),同時(shí)還具有選擇性好、滲透率高、與高溫工藝流程兼容性高的優(yōu)點(diǎn)。本論文應(yīng)用Aspen Plus建立了 MECC膜捕獲電廠煙氣CO2系統(tǒng)的仿真模型,對(duì)該模型進(jìn)行模擬計(jì)算和工藝優(yōu)化;并基于600MW超臨界機(jī)組,在CO2回收率為90%的條件下,分析對(duì)比采用MEA法和MECC膜法捕獲CO2的電廠的電廠性能。得到以下結(jié)論:(1)水蒸氣甲烷重整單元中,重整反應(yīng)器的操作溫度隨燃燒反應(yīng)器中甲烷進(jìn)料量的增加而增加,且不...
【文章來(lái)源】:華北電力大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:63 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 研究背景
1.2 二氧化碳捕獲技術(shù)現(xiàn)狀
1.2.1 燃燒后脫碳技術(shù)
1.2.2 燃燒前脫碳技術(shù)
1.2.3 富氧燃燒技術(shù)
1.3 混合傳導(dǎo)膜捕獲二氧化碳技術(shù)
1.3.1 混合傳導(dǎo)膜分類
1.3.2 混合傳導(dǎo)膜的性能分析
1.3.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 混合傳導(dǎo)膜捕獲二氧化碳系統(tǒng)概述
2.1 混合傳導(dǎo)膜簡(jiǎn)介
2.1.1 混合電子-碳酸根離子傳導(dǎo)膜結(jié)構(gòu)
2.1.2 混合傳導(dǎo)膜的反應(yīng)原理
2.2 二氧化碳捕獲工藝簡(jiǎn)介
2.2.1 流程描述
2.2.2 工藝優(yōu)勢(shì)
2.3 過(guò)程模擬軟件
2.4 本章小結(jié)
第3章 水蒸氣甲烷重整單元的仿真模擬
3.1 引言
3.2 水蒸氣甲烷重整流程簡(jiǎn)介
3.3 水蒸氣甲烷重整模型建立與特點(diǎn)
3.3.1 水蒸氣甲烷重整模型簡(jiǎn)化
3.3.2 水蒸氣甲烷重整模型
3.3.3 水蒸氣甲烷重整模型特點(diǎn)
3.4 水蒸氣甲烷重整模型靈敏度分析
3.4.1 燃燒反應(yīng)器操作溫度影響
3.4.2 CH_4流量影響
3.4.3 水蒸氣甲烷重整工藝優(yōu)化
3.5 水蒸氣甲烷重整單元模擬結(jié)果
3.6 本章小結(jié)
第4章 混合傳導(dǎo)膜捕獲二氧化碳單元的仿真模擬
4.1 引言
4.2 混合傳導(dǎo)膜膜性能影響因素
4.2.1 溫度
4.2.2 傳質(zhì)推動(dòng)力
4.3 混合傳導(dǎo)膜本體模型建立
4.3.1 模型操作條件
4.3.2 流程描述
4.3.3 模擬結(jié)果
4.4 混合傳導(dǎo)膜捕獲二氧化碳單元模擬
4.4.1 MECC1/2模擬
4.4.2 MECC3/4/5模擬
4.4.3 CO_2壓縮模擬
4.4.4 能耗
4.5 本章小結(jié)
第5章 捕獲CO_2的電廠能效分析
5.1 引言
5.2 混合傳導(dǎo)膜捕獲CO_2的燃煤電廠性能分析
5.2.1 電廠效率
5.2.2 電廠煤耗率
5.3 醇胺法捕獲CO_2的燃煤電廠性能分析
5.3.1 電廠效率
5.3.2 電廠煤耗率
5.4 電廠性能對(duì)比
5.5 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]地球變暖的原因和后果[J]. 周穎. 國(guó)土綠化. 2017(12)
[2]天然氣蒸汽重整制氫技術(shù)研究現(xiàn)狀[J]. 王斯晗,張瑀健. 工業(yè)催化. 2016(04)
[3]膜吸收技術(shù)捕獲CO2研究進(jìn)展[J]. 張衛(wèi)風(fēng),舒建輝. 安全與環(huán)境學(xué)報(bào). 2015(03)
[4]甲烷蒸汽重整制氫過(guò)程的數(shù)值模擬[J]. 馮靚婧,曹長(zhǎng)青. 青島科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(01)
[5]甲烷催化燃燒反應(yīng)工藝研究進(jìn)展[J]. 蔣賽,郭紫琪,季生福. 工業(yè)催化. 2014(11)
[6]天然氣轉(zhuǎn)化制備合成氣研究進(jìn)展[J]. 吳海銘,吳紅軍,苑丹丹,王寶輝,張磊. 化學(xué)工業(yè)與工程技術(shù). 2014(03)
[7]火電廠化學(xué)吸收CO2捕獲工藝的應(yīng)用與能耗分析[J]. 廖成成,李進(jìn),陳蕊,黃忠源,敬朝文. 北京交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(03)
[8]集成兩級(jí)MCFC回收燃機(jī)排放CO2的復(fù)合動(dòng)力系統(tǒng)研究[J]. 段立強(qiáng),朱競(jìng)男,陳新明,楊勇平. 工程熱物理學(xué)報(bào). 2014(06)
[9]用于燃燒前二氧化碳捕集的固體吸附劑研究進(jìn)展[J]. 王文舉,邢兵,王杰. 精細(xì)石油化工. 2013(05)
[10]甲烷水蒸氣重整反應(yīng)研究進(jìn)展[J]. 孫杰,孫春文,李吉?jiǎng)?周添,董中朝,陳立泉. 中國(guó)工程科學(xué). 2013(02)
碩士論文
[1]壁面進(jìn)氣回?zé)嵝臀⒎磻?yīng)器內(nèi)甲烷催化部分氧化耦合水蒸氣重整制合成氣特性的數(shù)值研究[D]. 黃僑.重慶大學(xué) 2016
[2]MCFC電化學(xué)脫除燃煤電廠煙氣CO2集成研究[D]. 夏堃.華北電力大學(xué)(北京) 2016
[3]新型回?zé)崛紵鲀?nèi)甲烷/空氣預(yù)混催化燃燒特性的數(shù)值研究[D]. 潘文麗.重慶大學(xué) 2015
[4]燃煤電廠脫碳技術(shù)模擬優(yōu)化及CO2捕獲就緒電廠效能分析[D]. 曹欣然.北京交通大學(xué) 2014
[5]燃煤電廠燃燒后CO2捕獲性能及系統(tǒng)集成研究[D]. 李守成.華北電力大學(xué) 2012
本文編號(hào):3179345
【文章來(lái)源】:華北電力大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:63 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 研究背景
1.2 二氧化碳捕獲技術(shù)現(xiàn)狀
1.2.1 燃燒后脫碳技術(shù)
1.2.2 燃燒前脫碳技術(shù)
1.2.3 富氧燃燒技術(shù)
1.3 混合傳導(dǎo)膜捕獲二氧化碳技術(shù)
1.3.1 混合傳導(dǎo)膜分類
1.3.2 混合傳導(dǎo)膜的性能分析
1.3.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 混合傳導(dǎo)膜捕獲二氧化碳系統(tǒng)概述
2.1 混合傳導(dǎo)膜簡(jiǎn)介
2.1.1 混合電子-碳酸根離子傳導(dǎo)膜結(jié)構(gòu)
2.1.2 混合傳導(dǎo)膜的反應(yīng)原理
2.2 二氧化碳捕獲工藝簡(jiǎn)介
2.2.1 流程描述
2.2.2 工藝優(yōu)勢(shì)
2.3 過(guò)程模擬軟件
2.4 本章小結(jié)
第3章 水蒸氣甲烷重整單元的仿真模擬
3.1 引言
3.2 水蒸氣甲烷重整流程簡(jiǎn)介
3.3 水蒸氣甲烷重整模型建立與特點(diǎn)
3.3.1 水蒸氣甲烷重整模型簡(jiǎn)化
3.3.2 水蒸氣甲烷重整模型
3.3.3 水蒸氣甲烷重整模型特點(diǎn)
3.4 水蒸氣甲烷重整模型靈敏度分析
3.4.1 燃燒反應(yīng)器操作溫度影響
3.4.2 CH_4流量影響
3.4.3 水蒸氣甲烷重整工藝優(yōu)化
3.5 水蒸氣甲烷重整單元模擬結(jié)果
3.6 本章小結(jié)
第4章 混合傳導(dǎo)膜捕獲二氧化碳單元的仿真模擬
4.1 引言
4.2 混合傳導(dǎo)膜膜性能影響因素
4.2.1 溫度
4.2.2 傳質(zhì)推動(dòng)力
4.3 混合傳導(dǎo)膜本體模型建立
4.3.1 模型操作條件
4.3.2 流程描述
4.3.3 模擬結(jié)果
4.4 混合傳導(dǎo)膜捕獲二氧化碳單元模擬
4.4.1 MECC1/2模擬
4.4.2 MECC3/4/5模擬
4.4.3 CO_2壓縮模擬
4.4.4 能耗
4.5 本章小結(jié)
第5章 捕獲CO_2的電廠能效分析
5.1 引言
5.2 混合傳導(dǎo)膜捕獲CO_2的燃煤電廠性能分析
5.2.1 電廠效率
5.2.2 電廠煤耗率
5.3 醇胺法捕獲CO_2的燃煤電廠性能分析
5.3.1 電廠效率
5.3.2 電廠煤耗率
5.4 電廠性能對(duì)比
5.5 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]地球變暖的原因和后果[J]. 周穎. 國(guó)土綠化. 2017(12)
[2]天然氣蒸汽重整制氫技術(shù)研究現(xiàn)狀[J]. 王斯晗,張瑀健. 工業(yè)催化. 2016(04)
[3]膜吸收技術(shù)捕獲CO2研究進(jìn)展[J]. 張衛(wèi)風(fēng),舒建輝. 安全與環(huán)境學(xué)報(bào). 2015(03)
[4]甲烷蒸汽重整制氫過(guò)程的數(shù)值模擬[J]. 馮靚婧,曹長(zhǎng)青. 青島科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(01)
[5]甲烷催化燃燒反應(yīng)工藝研究進(jìn)展[J]. 蔣賽,郭紫琪,季生福. 工業(yè)催化. 2014(11)
[6]天然氣轉(zhuǎn)化制備合成氣研究進(jìn)展[J]. 吳海銘,吳紅軍,苑丹丹,王寶輝,張磊. 化學(xué)工業(yè)與工程技術(shù). 2014(03)
[7]火電廠化學(xué)吸收CO2捕獲工藝的應(yīng)用與能耗分析[J]. 廖成成,李進(jìn),陳蕊,黃忠源,敬朝文. 北京交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(03)
[8]集成兩級(jí)MCFC回收燃機(jī)排放CO2的復(fù)合動(dòng)力系統(tǒng)研究[J]. 段立強(qiáng),朱競(jìng)男,陳新明,楊勇平. 工程熱物理學(xué)報(bào). 2014(06)
[9]用于燃燒前二氧化碳捕集的固體吸附劑研究進(jìn)展[J]. 王文舉,邢兵,王杰. 精細(xì)石油化工. 2013(05)
[10]甲烷水蒸氣重整反應(yīng)研究進(jìn)展[J]. 孫杰,孫春文,李吉?jiǎng)?周添,董中朝,陳立泉. 中國(guó)工程科學(xué). 2013(02)
碩士論文
[1]壁面進(jìn)氣回?zé)嵝臀⒎磻?yīng)器內(nèi)甲烷催化部分氧化耦合水蒸氣重整制合成氣特性的數(shù)值研究[D]. 黃僑.重慶大學(xué) 2016
[2]MCFC電化學(xué)脫除燃煤電廠煙氣CO2集成研究[D]. 夏堃.華北電力大學(xué)(北京) 2016
[3]新型回?zé)崛紵鲀?nèi)甲烷/空氣預(yù)混催化燃燒特性的數(shù)值研究[D]. 潘文麗.重慶大學(xué) 2015
[4]燃煤電廠脫碳技術(shù)模擬優(yōu)化及CO2捕獲就緒電廠效能分析[D]. 曹欣然.北京交通大學(xué) 2014
[5]燃煤電廠燃燒后CO2捕獲性能及系統(tǒng)集成研究[D]. 李守成.華北電力大學(xué) 2012
本文編號(hào):3179345
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