本文關(guān)鍵詞：煤與生物質(zhì)氣化合成氣制費(fèi)托油燃料的工藝研究和過程設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著國際原油價(jià)格持續(xù)走高,石油儲(chǔ)存量的持續(xù)減少,我國的能源結(jié)構(gòu)需要盡快調(diào)整,根據(jù)我國“富煤,少油,缺氣”的特點(diǎn),煤制油成為快速解決問題的渠道,但大量使用煤炭對(duì)環(huán)境影響較壞；生物質(zhì)基制油是環(huán)境友好型產(chǎn)業(yè),并且有可再生性,但其單獨(dú)氣化制油的技術(shù)不夠成熟,綜合成本較高。若將煤與生物質(zhì)結(jié)合使用,不僅能減少煤炭使用,改善環(huán)境,并且有成熟的技術(shù)工藝和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。 目前,對(duì)煤制油的技術(shù)已經(jīng)開發(fā)成熟,有大規(guī)模的生產(chǎn)企業(yè),生物質(zhì)制油則還在實(shí)驗(yàn)室或小型氣化爐中進(jìn)行。由于生物質(zhì)能源可再生的優(yōu)勢(shì),國內(nèi)外學(xué)者對(duì)其利用途徑展開深入研究,較為成熟的是發(fā)酵制燃料乙醇,但是成本較高。在開發(fā)替代石油基燃料中,更多的是與煤相結(jié)合進(jìn)行開發(fā)。有研究發(fā)現(xiàn),由于生物質(zhì)和煤的不同結(jié)構(gòu)特性,共氣化有一定的協(xié)同作用,可加速煤氣化速率,減少生物質(zhì)氣化形成焦油的量。 本文參照文獻(xiàn),使用Aspen Plus軟件,設(shè)計(jì)開發(fā)完整的煤與生物質(zhì)氣化制費(fèi)托油的流程,重點(diǎn)考察原料中不同生物質(zhì)含量和不同設(shè)計(jì)方法對(duì)產(chǎn)品和能量的影響。 煤制油過程中有大量的CO2產(chǎn)生,其中的C數(shù)約占到總碳數(shù)的60%左右,導(dǎo)致大量的能量流失,最主要原因是其合成氣的H2/CO比過低,需要大量的CO進(jìn)行水煤氣轉(zhuǎn)換。生物質(zhì)是富氫材料,與煤共氣化可以提高合成氣的初始H2/CO比,減少C02的產(chǎn)生,減少能量流失。本文建立的模型核算了原料中不同比例生物質(zhì)含量對(duì)合成氣的影響以及C02排放的影響。 高效的合成氣制費(fèi)托油關(guān)鍵在于其催化劑的選擇。費(fèi)托反應(yīng)產(chǎn)品的分布有一定的規(guī)律性,稱之為ASF分布系數(shù),本文模擬了該系數(shù)大小對(duì)產(chǎn)品不同組分的影響關(guān)系,核算出產(chǎn)品中不同C數(shù)烴的分布情況。 由于催化劑的效果并不能使所有合成氣均轉(zhuǎn)化為油類產(chǎn)品,部分合成氣的能量有可能損失,本文在模擬過程中加入熱電聯(lián)產(chǎn)單元,模擬文獻(xiàn)中IGCC的設(shè)計(jì)原理,將多余的合成氣以電產(chǎn)品的形式輸出,使能量運(yùn)用最大化,結(jié)合ASF分布,核算了不同比例的油-電聯(lián)產(chǎn)中能量的分配。 合成氣一次通過費(fèi)托反應(yīng)的CO轉(zhuǎn)化率在60%-80%之間,而加入合成氣自熱循環(huán)重整后,轉(zhuǎn)化率可達(dá)到90%以上,有效增加油產(chǎn)品的量,并且可以提高整體能量的利用效率,但是電力產(chǎn)品的量大幅下降,兩種不同流程的設(shè)計(jì)選擇關(guān)鍵是對(duì)目的產(chǎn)品的選擇。 溫室氣體的排放是導(dǎo)致全球變暖的直接原因,將生產(chǎn)中形成的CO2直接收集存儲(chǔ),可到達(dá)減少排放的量,但是對(duì)整個(gè)流程將增加30%-40%的能耗。生物質(zhì)中的C來源于空氣中的C02,加入C02的收集存儲(chǔ)裝置,可減少90%的排放,模擬發(fā)現(xiàn),若原料中加入39%的生物質(zhì),可實(shí)現(xiàn)CO2的“零排放”,對(duì)改善環(huán)境有很大的益處。 對(duì)建立的模型進(jìn)行完整核算后發(fā)現(xiàn)：煤與生物質(zhì)氣化合成氣一次通過費(fèi)托反應(yīng)器的流程中,可利用至少到60%的能量。
【關(guān)鍵詞】：煤氣化 生物質(zhì)氣化 流程模擬 合成氣 費(fèi)托反應(yīng) 油電聯(lián)產(chǎn)
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TE665.3
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 引言10-13
• 2 文獻(xiàn)綜述13-24
• 2.1 煤氣化的研究進(jìn)展13-15
• 2.1.1 煤氣化技術(shù)概述13-14
• 2.1.2 國內(nèi)外煤氣化的氣化爐研究進(jìn)展14-15
• 2.2 生物質(zhì)氣化的研究進(jìn)展15-17
• 2.2.1 生物質(zhì)氣化研究概述15-16
• 2.2.2 國內(nèi)外生物質(zhì)氣化爐的研究進(jìn)展16-17
• 2.3 煤與生物質(zhì)共氣化的協(xié)同作用研究進(jìn)展17-18
• 2.4 合成氣制烴的研究進(jìn)展18-24
• 2.4.1 合成氣制SNG及其開發(fā)實(shí)例18-21
• 2.4.2 生物質(zhì)基合成氣制LPG及其開發(fā)實(shí)例21
• 2.4.3 合成氣制費(fèi)托油品21-24
• 3 煤與生物質(zhì)熱化學(xué)法制費(fèi)托油(CBTL)的過程概念設(shè)計(jì)24-32
• 3.1 過程概念設(shè)計(jì)方法24-26
• 3.2 研究方法和模型的建立26-31
• 3.2.1 研究方法26-27
• 3.2.2 流程模型的建立和參數(shù)的選定27-31
• 3.3 結(jié)論31-32
• 4 工藝過程的物料衡算32-45
• 4.1 模擬結(jié)果與文獻(xiàn)結(jié)果的對(duì)比32-33
• 4.2 原料中生物質(zhì)含量變化對(duì)體系的影響33-37
• 4.3 費(fèi)托合成反應(yīng)中催化劑對(duì)產(chǎn)品的影響37-40
• 4.4 模擬流程中的C分布40-41
• 4.5 一次過程和循環(huán)過程的對(duì)比41-43
• 4.6 結(jié)論43-45
• 5 工藝過程的能量衡算45-52
• 5.1 熱電聯(lián)產(chǎn)(CHP)的能量計(jì)算45-49
• 5.2 一次過程與循環(huán)過程的能量對(duì)比49-50
• 5.3 總結(jié)50-52
• 6 結(jié)語與展望52-54
• 6.1 本文總結(jié)52-53
• 6.2 研究展望53-54
• 參考文獻(xiàn)54-58
• 附錄58-62
• 個(gè)人簡歷62
• 在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果62-63
• 致謝63

【引證文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 費(fèi)紀(jì)川;;煤制油工藝技術(shù)探討[J];硅谷;2013年16期

  本文關(guān)鍵詞：煤與生物質(zhì)氣化合成氣制費(fèi)托油燃料的工藝研究和過程設(shè)計(jì)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：307483