生物質(zhì)化學(xué)鏈氣化制氫工廠的模擬與優(yōu)化
發(fā)布時(shí)間:2021-06-30 10:13
生物質(zhì)是一種具有良好減排效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益的可再生能源;氫能既是一種需求量很大的工業(yè)原料,也是一種高效、清潔的二次能源。以生物質(zhì)為原料的化學(xué)鏈氣化制氫技術(shù)能夠在獲得富氫氣體的同時(shí),還可以富集C02,是一種高效潔凈的生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化方式。由于生物質(zhì)的來(lái)源及其物理化學(xué)特性的特殊性,生物質(zhì)的收集、運(yùn)輸?shù)任锪鬟^(guò)程以及能量轉(zhuǎn)化過(guò)程對(duì)生物質(zhì)的利用具有重大影響。本文針對(duì)生物質(zhì)化學(xué)鏈氣化制氫工廠(以下簡(jiǎn)稱“工廠”),運(yùn)用數(shù)學(xué)建模、離散事件建模軟件EXTEND SIM和化工流程模擬工具ASPEN PLUS等方式,建立了工廠的原料收集、運(yùn)輸和工廠內(nèi)生物質(zhì)轉(zhuǎn)化過(guò)程模型,從而對(duì)工廠進(jìn)行全面的模擬,并對(duì)燃料物流和廠內(nèi)化工過(guò)程進(jìn)行了優(yōu)化。首先,物流過(guò)程主要由生物質(zhì)產(chǎn)地運(yùn)輸至收購(gòu)站(儲(chǔ)料站)的初級(jí)物流模型和收購(gòu)站運(yùn)輸至工廠的次級(jí)物流模型組成。初級(jí)物流模型在前人工作的基礎(chǔ)上,通過(guò)建立“產(chǎn)地-收購(gòu)站-工廠”和“產(chǎn)地-工廠”并存的物流模式,對(duì)每個(gè)收購(gòu)站和工廠儲(chǔ)料站構(gòu)建正方形收集子區(qū)域的方法概算出初級(jí)物流過(guò)程的收集成本和過(guò)程碳排放。次級(jí)物流和生物質(zhì)廠內(nèi)物流運(yùn)用EXTEND SIM軟件對(duì)貨車和設(shè)備進(jìn)行離散事件仿真模擬,考慮...
【文章來(lái)源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:108 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
致謝
摘要
Abstract
圖目錄
表目錄
符號(hào)表
目次
1 緒論
1.1 課題研究背景
1.1.1 能源現(xiàn)狀
1.1.2 國(guó)內(nèi)外生物質(zhì)能政策
1.1.3 生物質(zhì)氣化制氫技術(shù)
1.2 生物質(zhì)特性及其問(wèn)題
1.2.1 生物質(zhì)的物理、化學(xué)特性
1.2.2 生物質(zhì)分布分散
1.2.3 水分含量高
1.2.4 生物質(zhì)能利用中的問(wèn)題
1.3 本文研究?jī)?nèi)容與方法
2 研究現(xiàn)狀綜述
2.1 生物質(zhì)物流研究現(xiàn)狀
2.1.1 生物質(zhì)收集過(guò)程
2.1.2 生物質(zhì)運(yùn)輸過(guò)程
2.1.3 廠內(nèi)物流過(guò)程
2.1.4 EXTEND SIM
2.2 生物質(zhì)化學(xué)鏈制氫研究現(xiàn)狀
2.2.1 數(shù)值模擬研究
2.2.2 ASPEN PLUS
2.2.3 試驗(yàn)研究
2.3 本章小結(jié)
3 生物質(zhì)燃料物流模型
3.1 引言
3.2 初級(jí)物流過(guò)程
3.2.1 模型假設(shè)
3.2.2 初級(jí)運(yùn)輸數(shù)學(xué)模型
3.3 次級(jí)物流過(guò)程
3.3.1 模型概述
3.3.2 模型假設(shè)
3.3.3 模型參數(shù)
3.3.4 邊界條件的確定
3.3.5 次級(jí)運(yùn)輸成本和碳排放量
3.3.6 次級(jí)運(yùn)輸EXTEND SIM模型
3.4 其他成本和碳排放
3.4.1 其他運(yùn)輸過(guò)程
3.4.2 其他成本和碳排放
3.5 本章小結(jié)
4 化學(xué)鏈氣化制氫過(guò)程模型
4.1 生物質(zhì)化學(xué)鏈氣化制氫簡(jiǎn)介
4.2 化學(xué)鏈氣化制氫單元模型的建立
4.2.1 氣化機(jī)理
4.2.2 ASPEN模型的建立
4.2.3 快速熱解實(shí)驗(yàn)儀器
4.2.4 快速熱解實(shí)驗(yàn)與壓力溫度修正
4.2.5 模型的驗(yàn)證
4.3 其它過(guò)程的模擬
4.3.1 燃?xì)廨啓C(jī)建模
4.3.2 深冷空分建模
4.4 本章小結(jié)
5 2300t/d生物質(zhì)化學(xué)鏈制氫工廠的模擬及優(yōu)化
5.1 2300t/d生物質(zhì)化學(xué)鏈制氫工廠概況
5.2 物流過(guò)程的模擬
5.2.1 初級(jí)運(yùn)輸過(guò)程
5.2.2 次級(jí)運(yùn)輸過(guò)程
5.2.3 石灰石、灰渣運(yùn)輸過(guò)程
5.2.4 其他物流過(guò)程與優(yōu)化
5.2.5 物流過(guò)程總結(jié)
5.3 化學(xué)鏈氣化制氫工藝的模擬
5.3.1 壓力的影響
5.3.2 溫度的影響
5.3.3 [Ca]/[C]的影響
5.3.4 [H_2O]/[C]的影響
5.3.5 線性敏感性分析
5.3.6 化學(xué)鏈氣化過(guò)程的優(yōu)化
5.3.7 整體性能計(jì)算
5.4 本章小結(jié)
6 全文總結(jié)與展望
6.1 本文總結(jié)
6.2 主要?jiǎng)?chuàng)新
6.3 工作展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]化學(xué)鏈技術(shù)及其在化石能源轉(zhuǎn)化與二氧化碳捕集領(lǐng)域的應(yīng)用[J]. 曾亮,羅四維,李繁星,范良士. 中國(guó)科學(xué):化學(xué). 2012(03)
[2]微生物制氫技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 嚴(yán)曉娟,陳朋,廣忠勇,郭天力,胡先望,梁寧. 生物技術(shù). 2011(06)
[3]生物質(zhì)化學(xué)鏈氣化制取合成氣模擬研究[J]. 趙坤,何方,黃振,李海濱. 煤炭轉(zhuǎn)化. 2011(04)
[4]生物質(zhì)原料運(yùn)輸成本分析與物流網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)[J]. 張國(guó)晨,孫飛,劉勝男. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2011(20)
[5]生物質(zhì)炭的性質(zhì)及其對(duì)土壤環(huán)境功能影響的研究進(jìn)展[J]. 袁金華,徐仁扣. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào). 2011(04)
[6]生物質(zhì)電廠燃料物流系統(tǒng)的優(yōu)化和分析[J]. 俞宏德,王勤輝,Klein E.Ileleji,余春江,駱仲泱,岑可法. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2010(12)
[7]基于ASPEN PLUS模擬生物質(zhì)與煤氣流床共氣化工藝[J]. 周金豪,陳雪莉,郭強(qiáng),王玉枝. 太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2010(09)
[8]氫能利用與制氫儲(chǔ)氫技術(shù)研究現(xiàn)狀[J]. 林才順,魏浩杰. 節(jié)能與環(huán)保. 2010(02)
[9]麻瘋樹種植開發(fā)亟待國(guó)家政策強(qiáng)力扶持[J]. 李興榮. 中國(guó)林業(yè)產(chǎn)業(yè). 2010(Z1)
[10]基于交易成本的生物質(zhì)供應(yīng)物流組織結(jié)構(gòu)比較分析研究[J]. 潘盛藝,張永,虞一峰,楊世炎. 物流技術(shù). 2010(01)
博士論文
[1]以CaO為吸收體的生物質(zhì)無(wú)氧氣化制氫的機(jī)理與試驗(yàn)研究[D]. 韓龍.浙江大學(xué) 2011
[2]生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目投資風(fēng)險(xiǎn)分析與決策研究[D]. 唐朝賢.中南大學(xué) 2011
碩士論文
[1]生物質(zhì)電廠燃料供應(yīng)系統(tǒng)的模擬與優(yōu)化[D]. 俞宏德.浙江大學(xué) 2011
[2]秸稈發(fā)電工程技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析[D]. 王勝曼.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2008
[3]新型近零排放煤氣化燃燒綜合利用系統(tǒng)分析與優(yōu)化[D]. 孫登科.浙江大學(xué) 2007
[4]生物質(zhì)流化床氣化實(shí)驗(yàn)研究與模擬[D]. 趙向富.華中科技大學(xué) 2006
本文編號(hào):3257553
【文章來(lái)源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:108 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
致謝
摘要
Abstract
圖目錄
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符號(hào)表
目次
1 緒論
1.1 課題研究背景
1.1.1 能源現(xiàn)狀
1.1.2 國(guó)內(nèi)外生物質(zhì)能政策
1.1.3 生物質(zhì)氣化制氫技術(shù)
1.2 生物質(zhì)特性及其問(wèn)題
1.2.1 生物質(zhì)的物理、化學(xué)特性
1.2.2 生物質(zhì)分布分散
1.2.3 水分含量高
1.2.4 生物質(zhì)能利用中的問(wèn)題
1.3 本文研究?jī)?nèi)容與方法
2 研究現(xiàn)狀綜述
2.1 生物質(zhì)物流研究現(xiàn)狀
2.1.1 生物質(zhì)收集過(guò)程
2.1.2 生物質(zhì)運(yùn)輸過(guò)程
2.1.3 廠內(nèi)物流過(guò)程
2.1.4 EXTEND SIM
2.2 生物質(zhì)化學(xué)鏈制氫研究現(xiàn)狀
2.2.1 數(shù)值模擬研究
2.2.2 ASPEN PLUS
2.2.3 試驗(yàn)研究
2.3 本章小結(jié)
3 生物質(zhì)燃料物流模型
3.1 引言
3.2 初級(jí)物流過(guò)程
3.2.1 模型假設(shè)
3.2.2 初級(jí)運(yùn)輸數(shù)學(xué)模型
3.3 次級(jí)物流過(guò)程
3.3.1 模型概述
3.3.2 模型假設(shè)
3.3.3 模型參數(shù)
3.3.4 邊界條件的確定
3.3.5 次級(jí)運(yùn)輸成本和碳排放量
3.3.6 次級(jí)運(yùn)輸EXTEND SIM模型
3.4 其他成本和碳排放
3.4.1 其他運(yùn)輸過(guò)程
3.4.2 其他成本和碳排放
3.5 本章小結(jié)
4 化學(xué)鏈氣化制氫過(guò)程模型
4.1 生物質(zhì)化學(xué)鏈氣化制氫簡(jiǎn)介
4.2 化學(xué)鏈氣化制氫單元模型的建立
4.2.1 氣化機(jī)理
4.2.2 ASPEN模型的建立
4.2.3 快速熱解實(shí)驗(yàn)儀器
4.2.4 快速熱解實(shí)驗(yàn)與壓力溫度修正
4.2.5 模型的驗(yàn)證
4.3 其它過(guò)程的模擬
4.3.1 燃?xì)廨啓C(jī)建模
4.3.2 深冷空分建模
4.4 本章小結(jié)
5 2300t/d生物質(zhì)化學(xué)鏈制氫工廠的模擬及優(yōu)化
5.1 2300t/d生物質(zhì)化學(xué)鏈制氫工廠概況
5.2 物流過(guò)程的模擬
5.2.1 初級(jí)運(yùn)輸過(guò)程
5.2.2 次級(jí)運(yùn)輸過(guò)程
5.2.3 石灰石、灰渣運(yùn)輸過(guò)程
5.2.4 其他物流過(guò)程與優(yōu)化
5.2.5 物流過(guò)程總結(jié)
5.3 化學(xué)鏈氣化制氫工藝的模擬
5.3.1 壓力的影響
5.3.2 溫度的影響
5.3.3 [Ca]/[C]的影響
5.3.4 [H_2O]/[C]的影響
5.3.5 線性敏感性分析
5.3.6 化學(xué)鏈氣化過(guò)程的優(yōu)化
5.3.7 整體性能計(jì)算
5.4 本章小結(jié)
6 全文總結(jié)與展望
6.1 本文總結(jié)
6.2 主要?jiǎng)?chuàng)新
6.3 工作展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]化學(xué)鏈技術(shù)及其在化石能源轉(zhuǎn)化與二氧化碳捕集領(lǐng)域的應(yīng)用[J]. 曾亮,羅四維,李繁星,范良士. 中國(guó)科學(xué):化學(xué). 2012(03)
[2]微生物制氫技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 嚴(yán)曉娟,陳朋,廣忠勇,郭天力,胡先望,梁寧. 生物技術(shù). 2011(06)
[3]生物質(zhì)化學(xué)鏈氣化制取合成氣模擬研究[J]. 趙坤,何方,黃振,李海濱. 煤炭轉(zhuǎn)化. 2011(04)
[4]生物質(zhì)原料運(yùn)輸成本分析與物流網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)[J]. 張國(guó)晨,孫飛,劉勝男. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2011(20)
[5]生物質(zhì)炭的性質(zhì)及其對(duì)土壤環(huán)境功能影響的研究進(jìn)展[J]. 袁金華,徐仁扣. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào). 2011(04)
[6]生物質(zhì)電廠燃料物流系統(tǒng)的優(yōu)化和分析[J]. 俞宏德,王勤輝,Klein E.Ileleji,余春江,駱仲泱,岑可法. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2010(12)
[7]基于ASPEN PLUS模擬生物質(zhì)與煤氣流床共氣化工藝[J]. 周金豪,陳雪莉,郭強(qiáng),王玉枝. 太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2010(09)
[8]氫能利用與制氫儲(chǔ)氫技術(shù)研究現(xiàn)狀[J]. 林才順,魏浩杰. 節(jié)能與環(huán)保. 2010(02)
[9]麻瘋樹種植開發(fā)亟待國(guó)家政策強(qiáng)力扶持[J]. 李興榮. 中國(guó)林業(yè)產(chǎn)業(yè). 2010(Z1)
[10]基于交易成本的生物質(zhì)供應(yīng)物流組織結(jié)構(gòu)比較分析研究[J]. 潘盛藝,張永,虞一峰,楊世炎. 物流技術(shù). 2010(01)
博士論文
[1]以CaO為吸收體的生物質(zhì)無(wú)氧氣化制氫的機(jī)理與試驗(yàn)研究[D]. 韓龍.浙江大學(xué) 2011
[2]生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目投資風(fēng)險(xiǎn)分析與決策研究[D]. 唐朝賢.中南大學(xué) 2011
碩士論文
[1]生物質(zhì)電廠燃料供應(yīng)系統(tǒng)的模擬與優(yōu)化[D]. 俞宏德.浙江大學(xué) 2011
[2]秸稈發(fā)電工程技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析[D]. 王勝曼.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2008
[3]新型近零排放煤氣化燃燒綜合利用系統(tǒng)分析與優(yōu)化[D]. 孫登科.浙江大學(xué) 2007
[4]生物質(zhì)流化床氣化實(shí)驗(yàn)研究與模擬[D]. 趙向富.華中科技大學(xué) 2006
本文編號(hào):3257553
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