化學(xué)品生產(chǎn)會排放溫室氣體并消耗水資源,因此在化工過程優(yōu)化中除了考慮經(jīng)濟(jì)性之外,還要考慮各種可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)。復(fù)雜流程的多目標(biāo)優(yōu)化變量規(guī)模大,分析表征都不容易。氫氣是一種重要的化工原料,生產(chǎn)主要來自化石能源。制氫過程會造成環(huán)境污染,產(chǎn)生很多生態(tài)問題。近幾年人們開始關(guān)注制氫產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)性,但這些研究比較片面,且沒有提出如何具體有效地提高制氫產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)性。本文以煤制氫技術(shù)和天然氣制氫技術(shù)為研究對象,采用生命周期評價方式,核算對比其可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)碳足跡、水足跡和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)操作費(fèi)用。然后以三個指標(biāo)為優(yōu)化目標(biāo),使用全局搜索法進(jìn)行基于全流程的多目標(biāo)操作優(yōu)化,以期提供一種全流程多目標(biāo)優(yōu)化策略,提高制氫產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)性。本文主要工作包括以下幾個方面:(1)選擇煤制氫技術(shù)中的固定床間歇煤氣化制氫技術(shù)和天然氣制氫技術(shù)中的天然氣水蒸氣重整制氫技術(shù)作為研究對象,分別建立其對應(yīng)的全流程模擬。采用生命周期評價方法,分別計(jì)算煤制氫技術(shù)和天然氣制氫技術(shù)的碳足跡、水足跡與操作費(fèi)用三個可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)。分析從原料進(jìn)入生產(chǎn)車間到產(chǎn)品氫氣送出車間生命周期內(nèi)的碳足跡排放熱點(diǎn),水足跡和操作費(fèi)用消費(fèi)熱點(diǎn)。通過分析得到每生產(chǎn)10000 Nm...

【文章頁數(shù)】：96 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號說明
第一章 緒論
    1.1 化工過程可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)
        1.1.1 表示溫室氣體排放的碳足跡
        1.1.2 表示水資源消耗的水足跡
    1.2 多目標(biāo)優(yōu)化方法研究綜述
    1.3 制氫技術(shù)研究綜述
        1.3.1 煤制氫技術(shù)
        1.3.2 天然氣制氫技術(shù)
        1.3.3 新型制氫技術(shù)
    1.4 制氫技術(shù)可持續(xù)發(fā)展研究綜述
    1.5 論文研究內(nèi)容
第二章 制氫車間多個可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)分析
    2.1 煤制氫車間基礎(chǔ)流程模擬
        2.1.1 固定床間歇煤制氫技術(shù)工藝簡介
        2.1.2 流程模擬的自由度分析及模擬初值
        2.1.3 模擬結(jié)果分析
    2.2 煤制氫車間多個可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)分析
        2.2.1 煤制氫車間碳足跡分析
        2.2.2 煤制氫車間水足跡分析
        2.2.3 煤制氫車間操作費(fèi)用分析
    2.3 天然氣制氫車間基礎(chǔ)流程模擬
        2.3.1 天然氣水蒸氣重整制氫技術(shù)簡介
        2.3.2 流程模擬的自由度分析及模擬初值
        2.3.3 模擬結(jié)果分析
    2.4 天然氣制氫車間多個可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)分析
        2.4.1 天然氣制氫車間碳足跡分析
        2.4.2 天然氣制氫車間水足跡分析
        2.4.3 天然氣制氫車間操作費(fèi)用分析
    2.5 本章小結(jié)
第三章 煤制氫車間多個可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)操作優(yōu)化
    3.1 煤制氫車間操作優(yōu)化命題
        3.1.1 煤制氫車間操作優(yōu)化命題描述
        3.1.2 優(yōu)化命題的約束描述
    3.2 變量靈敏度分析
        3.2.1 相關(guān)變量分析
        3.2.2 基于單變量靈敏度分析的決策變量分析
        3.2.3 全局搜索法求解多個優(yōu)化目標(biāo)
    3.3 本章小結(jié)
第四章 天然氣制氫車間多個可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)操作優(yōu)化
    4.1 天然氣制氫車間操作優(yōu)化命題
        4.1.1 天然氣制氫車間操作優(yōu)化命題描述
        4.1.2 優(yōu)化命題的約束描述
    4.2 變量靈敏度分析
        4.2.1 相關(guān)變量分析
        4.2.2 基于全局靈敏度分析的決策變量分析
        4.2.3 全局搜索法求解多個優(yōu)化目標(biāo)
    4.3 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄
致謝
作者簡介
    1 作者簡歷
    2 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
    3 參與的科研項(xiàng)目及獲獎情況
    4 發(fā)表專利
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集



本文編號：3753440