由于化石能源不可再生且燃燒污染嚴(yán)重,生物質(zhì)能的應(yīng)用技術(shù)越發(fā)成為研究熱點(diǎn)。本文以樟子松為生物質(zhì)原料,針對生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為液體燃料的兩種方案:生物質(zhì)快速熱解催化加氫提質(zhì)制油方案和生物質(zhì)快速熱解超臨界乙醇提質(zhì)制油方案,構(gòu)建了能量-(?)-能值分析的遞進(jìn)層次性分析體系,對兩種方案進(jìn)行了評價研究,為生物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程的優(yōu)化和發(fā)展方向提供了理論指引。首先,本文基于Aspen Plus軟件,建立系統(tǒng)仿真模型,并基于仿真得到的熱力學(xué)參數(shù),對系統(tǒng)進(jìn)行能量分析,結(jié)果表明:超臨界乙醇提質(zhì)方案的總能量投入大于催化加氫提質(zhì)方案的總能量投入,催化加氫提質(zhì)方案所制取高品位生物油的熱值高于超臨界乙醇提質(zhì)方案所制取高品位生物油的熱值,催化加氫提質(zhì)方案全系統(tǒng)的能量效率為34.57%,小于超臨界乙醇提質(zhì)方案全系統(tǒng)的能量效率39.06%,但超臨界乙醇提質(zhì)方案需額外通入大量乙醇,工藝優(yōu)化的方向在于減小乙醇的投入量;然后,本文對兩種提質(zhì)方案進(jìn)行了(?)分析,基于仿真得到的熱力學(xué)參數(shù)計(jì)算,將全系統(tǒng)劃分為熱解系統(tǒng)、重整系統(tǒng)和提質(zhì)系統(tǒng)三個子系統(tǒng),發(fā)現(xiàn)兩種方案熱解系統(tǒng)的(?)效率相同,均為57.99%,但超臨界乙醇提質(zhì)方案重整系統(tǒng)和提質(zhì)系統(tǒng)的(?)效率均大于催化加氫提質(zhì)方案,超臨界乙醇提質(zhì)方案和催化加氫提質(zhì)方案全系統(tǒng)的(?)效率分別為36.05%、30.74%;兩種方案均是熱解系統(tǒng)的(?)損比例最大,提質(zhì)系統(tǒng)次之。以溫度、壓力和水油比作為影響因素,對生物油餾出份水蒸氣重整過程進(jìn)行了敏感性分析,發(fā)現(xiàn)當(dāng)溫度為700℃,壓力為13.9MPa,水油比為10時,重整系統(tǒng)(?)效率達(dá)到峰值64.32%。接著,本文對兩種提質(zhì)方案進(jìn)行了能值分析,明確了能值的投入產(chǎn)出結(jié)構(gòu),計(jì)算了能值指標(biāo),并與另外四種生物質(zhì)能利用方案對比,結(jié)果表明:兩種提質(zhì)方案的人類社會投入均占主導(dǎo),其中又以工業(yè)水和肥料的投入占比最大,但超臨界乙醇提質(zhì)方案中乙醇投入也占很大比例,其優(yōu)化方向更側(cè)重于調(diào)整工藝,制取乙醇;生產(chǎn)等量燃料,超臨界乙醇提質(zhì)方案消耗的太陽能更少,效率更高,但在人類社會投入及總投入方面,催化加氫提質(zhì)方案少于超臨界乙醇提質(zhì)方案,且催化加氫提質(zhì)方案的系統(tǒng)可再生率更高,對環(huán)境的壓力更小,工藝更受環(huán)境支持;催化加氫提質(zhì)方案和超臨界乙醇提質(zhì)方案的可持續(xù)發(fā)展系數(shù)分別為0.96、0.59,其他四種方案的可持續(xù)發(fā)展系數(shù)均在0.5以下,說明催化加氫提質(zhì)方案的可持續(xù)發(fā)展性高于超臨界乙醇提質(zhì)方案。最后,本文選取生物質(zhì)氣化合成乙醇工藝與超臨界乙醇提質(zhì)方案耦合,構(gòu)建優(yōu)化方案,組成三種提質(zhì)方案,進(jìn)行能值分析,并與其余幾種生物質(zhì)能利用方案對比,結(jié)果表明:三種提質(zhì)方案的能值產(chǎn)出率與其余幾種方案相近,但三種提質(zhì)方案的系統(tǒng)可再生率更高,環(huán)境負(fù)載率更低,對環(huán)境壓力更小,可持續(xù)性更好;三種提質(zhì)方案中,催化加氫提質(zhì)方案的綜合競爭力最強(qiáng),優(yōu)化方案次之,超臨界乙醇提質(zhì)方案最差,說明添加耦合工藝提升了超臨界乙醇提質(zhì)方案的綜合競爭力。
【學(xué)位單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：TE667

【參考文獻(xiàn)】

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1 胡士奇;于鳳文;胡敏;雷同;計(jì)建炳;;超臨界醇類提質(zhì)生物油的研究進(jìn)展[J];現(xiàn)代化工;2016年11期

2 張波;仲兆平;于點(diǎn);黃蕩;;生物質(zhì)快速熱解制取液體燃料的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析[J];東南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2016年06期

3 劉利平;王恒;方書起;樊東東;王凱;;Aspen Plus軟件模擬生物油�；锼魵庵卣茪錈崃W(xué)[J];計(jì)算機(jī)與應(yīng)用化學(xué);2016年03期

4 呂奇錚;徐起翔;張長森;張瑞芹;;基于生物質(zhì)雙流化床快速熱解生產(chǎn)流程模擬的分析[J];化工進(jìn)展;2016年03期

5 韓菲;柳鋒;楊晴;陳德民;王賢華;楊海平;陳漢平;;生物質(zhì)熱解多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的能值分析[J];太陽能學(xué)報;2015年12期

6 陳文;駱仲泱;楊義;李國翔;盧孔裕;;Ru/C催化作用下生物油在超臨界乙醇中的提質(zhì)[J];化工進(jìn)展;2015年10期

7 柏靜儒;白娜;王擎;;油頁巖綜合利用系統(tǒng)的能值分析[J];化工進(jìn)展;2015年S1期

8 李海燕;肖軍;沈來宏;袁言言;;生物質(zhì)熱解加氫制汽柴油系統(tǒng)的分析[J];熱科學(xué)與技術(shù);2015年03期

9 王高恩;孫培勤;孫紹暉;陳俊武;;生物質(zhì)快速熱解制生物油的工藝分析[J];可再生能源;2015年04期

10 劉長奇;黃亞繼;劉培剛;王昕曄;邵志偉;;生物質(zhì)快速熱解制車用燃料過程的能值分析[J];東南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2014年06期

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3 陳青;生物質(zhì)高溫氣流床氣化合成氣制備及優(yōu)化研究[D];浙江大學(xué);2012年

4 李望;超臨界流體中生物質(zhì)油分級精制方法的研究[D];浙江大學(xué);2011年

5 楊慧;基于能值分析的植物生物質(zhì)能評價的研究[D];華南理工大學(xué);2011年

6 劉倩;基于組分的生物質(zhì)熱裂解機(jī)理研究[D];浙江大學(xué);2009年

7 王琦;生物質(zhì)快速熱裂解制取生物油及其后續(xù)應(yīng)用研究[D];浙江大學(xué);2008年

8 趙輝;生物質(zhì)高溫氣流床氣化制取合成氣的機(jī)理試驗(yàn)研究[D];浙江大學(xué);2007年

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3 楊娟;纖維素乙醇的工藝流程模擬及技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析[D];大連理工大學(xué);2014年

4 王貝貝;太陽能驅(qū)動的生物質(zhì)超臨界水氣化制氫系統(tǒng)的優(yōu)化研究[D];西安建筑科技大學(xué);2012年

5 張偉鵬;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)[D];鄭州大學(xué);2012年

6 范婷婷;生物質(zhì)快速熱解實(shí)驗(yàn)研究與分析[D];天津大學(xué);2009年

7 郭琦;生物質(zhì)超臨界水氣化制氫過程的能分析與（火用）分析[D];西安建筑科技大學(xué);2006年

8 楊丙山;能值分析理論及應(yīng)用[D];東北師范大學(xué);2006年

本文編號：2810669