煤炭是我國重要的一次能源,大力發(fā)展煤炭能源轉(zhuǎn)化意義重大,以煤氣化為龍頭的煤化工是中國特色的煤炭清潔轉(zhuǎn)化利用技術(shù),可以生產(chǎn)化學工業(yè)基礎(chǔ)產(chǎn)品如甲醇和烯烴等以及二次潔凈能源如氫氣等,同時可經(jīng)濟地解決煤炭利用中環(huán)境污染問題。因此,煤炭氣化技術(shù)即成為我國煤炭得以長期高效清潔利用的關(guān)鍵核心技術(shù)。本論文即以煤炭氣化技術(shù)的創(chuàng)新及清潔二次能源產(chǎn)品為考察對象,創(chuàng)新方向選取了化學鏈煤氣化生產(chǎn)合成氣和氫氣技術(shù)、氫氣用于調(diào)制甲醇合成適宜的氫碳比,目標產(chǎn)品是甲醇。研究方法采用了Aspen plus V8.4軟件,對選取的技術(shù)工藝進行建模,采用了生命周期Simapro7.1軟件依據(jù)生命周期概念對過程進行了生命周期分析,其主要關(guān)注的是CO₂排放物。技術(shù)經(jīng)濟分析主要集中討論制氫及甲醇的總投資和產(chǎn)品投資。論文的主要結(jié)論如下:1.在常規(guī)煤氣化過程中,為向終端產(chǎn)品甲醇的轉(zhuǎn)化最大化,合成氣產(chǎn)量以及有效成分CO和H₂的摩爾含量也要最大化,模擬結(jié)果顯示該過程最優(yōu)條件為:水煤比是0.45（kg/kg）、氧煤比是0.4（kg/kg）,氣化爐的氣化溫度在1200℃左右,氣化壓力規(guī)定為2.5-5... 

【文章來源】：安徽大學安徽省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

009-2018年中國能源生產(chǎn)量Fig1.1China"senergyproductionin2009-2018

安徽大學碩士學位論文9圖1.2生命周期軟件Simapro7.1的界面Fig1.2TheinterfaceofthelifecyclesoftwareSimapro7.11.5煤氣化技術(shù)煤氣化是指原料煤在特定的溫度和壓力狀況下，經(jīng)過結(jié)構(gòu)不同的氣化爐與氣化劑將煤中的碳和氫轉(zhuǎn)化成熱化學反應(yīng)生成合成氣的操作過程。煤氣化制甲醇的重要過程就是煤氣化過程，沒有煤氣化過程后面的一系列過程就無法進行。煤氣化技術(shù)種類很多，從分類上看工業(yè)化應(yīng)用的工藝主要為固定床氣化工藝和氣流床工藝[23]、固定床煤氣化工藝的主流技術(shù)主要有兩種，氣流床氣化工藝的主流技術(shù)有三種。德士古水煤漿氣化技術(shù)是煤氣化制甲醇普遍使用的一種成熟型的技術(shù)[24]，以下是對兩種工藝中的六種氣化技術(shù)的簡要概括：（1）固定床煤氣化工藝①魯奇碎煤加壓氣化技術(shù)該技術(shù)最大的特點是在壓力方面，壓力的變化推動著該技術(shù)工藝上的不同。但氣化的溫度不高。同時合成氣中的難凈化物質(zhì)比較多，凈化的工藝比較復雜，而且成本比較低，②BGL熔渣氣化技術(shù)在魯奇技術(shù)的層面上對該技術(shù)進行了變動，將接觸面積增加，加快了反應(yīng)的進程，在此基礎(chǔ)上溫度也有所變化，煤與氣化劑的接觸面積大大提高，同時提高了煤的利用率。

安徽大學碩士學位論文11載氧體制備與性能的分析、反應(yīng)器的合理規(guī)劃和燃燒過程的特征分析。此機理的反應(yīng)示意圖如下圖1.3所示。空氣反應(yīng)器和燃料反應(yīng)器是化學鏈燃燒（Chemical-loopingcombustion，CLC）的兩個關(guān)鍵反應(yīng)器，對于載氧體的進入是非常關(guān)鍵的一步。在空氣反應(yīng)器中，空氣中的氧含量與從燃料反應(yīng)器出來的載氧體的衍生物反應(yīng)，生成另一種物質(zhì)并且有能量的產(chǎn)生[32]。然后從空氣反應(yīng)器中在循環(huán)到燃料反應(yīng)器中，進行和燃料的還原反應(yīng)，通過這樣的反應(yīng)，載氧體會有一個反復循環(huán)的過程，因為載氧體是固體要考慮其磨損的情況。在燃燒反應(yīng)過程生成的氣體多數(shù)為CO2和H2O。圖1.3化學鏈燃燒機理圖Fig1.3Mechanismdiagramofchemicalloopingcombustion在空氣反應(yīng)器中，還原態(tài)的載氧體（MexOy-1）與空氣中的氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)，并且有大量的熱放出[33]，見式(1.1)[34]：MexOy-1+0.5O2=MexOy(1.1)在燃料反應(yīng)器中，載氧體進到該反應(yīng)器中，將熱量傳遞過去同時與燃料發(fā)生還原反應(yīng)[35]，釋放出以CO2和H2O為主要氣體的混合氣，見式(1.2)[36]：（2x+y）MexOy+CxHy=（2x+y）MexOy-1+yH2O+xCO2(1.2)1.6.2化學鏈氣化技術(shù)氣化技術(shù)在煤化工行業(yè)相當重要，一些可燃物質(zhì)的氣化就要考慮到它變換的合理性，通過變換可以把中間產(chǎn)品繼續(xù)轉(zhuǎn)入下一個產(chǎn)品的生產(chǎn)，其利用的方式比較多，能源的變換形式更加的突出�；瘜W鏈氣化技術(shù)的發(fā)展對化工行業(yè)的發(fā)展有著舉足輕重的作用，其

【參考文獻】：
期刊論文
[1]焦炭、焦爐煤氣制甲醇新工藝[J]. 李冉.  廣州化工. 2020(14)
[2]煤氣化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J]. 張云,楊倩鵬.  潔凈煤技術(shù). 2019(S2)
[3]煤炭制氫產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及我國新能源發(fā)展路徑選擇研究[J]. 陳子瞻,趙汀,劉超,周鳳英.  中國礦業(yè). 2017(07)
[4]現(xiàn)代煤氣化技術(shù)發(fā)展趨勢及應(yīng)用綜述[J]. 楊志強.  化工管理. 2017(02)
[5]Co-Fe2O3[104]鐵基載氧體優(yōu)化體系作用下褐煤化學鏈燃燒特性[J]. 覃吳,侯翠翠,張俊姣,肖顯斌,程偉良,董長青,楊勇平.  化工學報. 2016(04)
[6]基于草木灰修飾Fe基載氧體的化學鏈燃燒實驗[J]. 沈來宏,周玉飛,顧海明,牛欣,葛暉駿,肖軍.  熱科學與技術(shù). 2015(04)
[7]我國的新型煤化工產(chǎn)業(yè)——煤制甲醇[J]. 劉立新,謝劍軍.  化學教育. 2014(24)
[8]煤氣化化學與技術(shù)進展[J]. 汪寶林.  潔凈煤技術(shù). 2014(03)
[9]GSP煤氣化技術(shù)生產(chǎn)合成氣的工藝分析[J]. 黃偉,馬雨聯(lián).  現(xiàn)代化工. 2013(11)
[10]我國甲醇工業(yè)的發(fā)展與趨勢分析[J]. 李峰.  煤化工. 2013(01)

博士論文
[1]低碳排放的煤和焦爐氣聯(lián)供化工過程新工藝[D]. 滿奕.華南理工大學 2016
[2]煤制烯烴過程技術(shù)經(jīng)濟分析與生命周期評價[D]. 項東.華南理工大學 2016
[3]煤制天然氣的技術(shù)經(jīng)濟分析與生命周期評價[D]. 李恒沖.華南理工大學 2015
[4]以煤為燃料的化學鏈燃燒鐵基載氧體特性研究[D]. 鮑金花.清華大學 2014
[5]大型煤制甲醇工藝技術(shù)研究[D]. 肖珍平.華東理工大學 2012

碩士論文
[1]基于生命周期的煤制芳烴技術(shù)經(jīng)濟評價[D]. 辛欣.西安科技大學 2019
[2]大型煤制甲醇項目變換工序的設(shè)計與優(yōu)化[D]. 王朝鵬.北京化工大學 2017
[3]作為化學鏈燃燒載氧體的貧鐵礦還原—氧化特性研究[D]. 胡曉雨.東南大學 2017
[4]年產(chǎn)100萬噸甲醇技術(shù)的研發(fā)[D]. 權(quán)世礦.北京化工大學 2017
[5]基于SimaPro對洗煤工藝生命周期評價的研究[D]. 盧萌.內(nèi)蒙古大學 2017
[6]化學鏈燃燒致變的鐵基載氧體表面氣固反應(yīng)機理研究[D]. 林常楓.華北電力大學(北京) 2017
[7]基于Aspen Plus的ADC發(fā)泡劑氨氮廢水處理工藝模擬與優(yōu)化[D]. 陳位賓.北京化工大學 2016
[8]煤基乙炔—電多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的模擬與優(yōu)化[D]. 趙小楠.太原理工大學 2016
[9]基于化學鏈氣化的銅基載氧體制備與性能研究[D]. 程明.南京理工大學 2016
[10]德士古水煤漿氣化工藝流程模擬[D]. 劉波.西安科技大學 2015



本文編號：3294456