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《太原理工大学》 2007年
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IGCC多联产系统能量利用的研究

王进  
【摘要】: 基于人类可持续发展的要求,资源、能源、环境的整体优化成为二十一世纪的重要议题。煤气化多联产系统是针对我国面临的能源需求增长,液体燃料短缺,环境污染等一系列问题,提出的一条解决我国能源领域可持续发展的重要途径。其思路在于打破行业界限,以煤气化为核心,结合能源、化工、冶金等原本独立的生产过程,通过生产过程的有机耦合与优化,使各个产品的工艺流程,设备得到简化,投资和运行成本得以降低,从而达到总体效益最优及污染最小的效果。 本文首先对多联产系统进行了拟定,系统模型构建的思路是在IGCC流程的基础上增加了水煤气变换、脱碳和甲醇合成反应器,再将IGCC系统和甲醇合成系统有机地结合起来。因此,在本模型中主要包括:煤的气化,煤气净化,甲醇合成和联合循环发电。通过计算得出:在甲醇-电的串联多联产系统中,如果甲醇合成达到了平衡态,系统总的热效率为53.2%,多联产系统通过1kg煤生产的甲醇量和电量比分产少用煤0.021kg,即联产的效率可以比分产高2.1%。在系统各项热损失中,蒸汽轮机的冷凝热损失最大,占系统总能量的13.86%,制氧耗能也占相当大的比重。 其次对多联产系统进行局部分析与优化,通过对气化炉运行参数的分析得出:当氧碳原子比接近1.0时,碳转化率已经达到98%~99%,此时气化炉的冷煤气效率最高。通过对水煤气变换过程分析得出:在对Shell干粉气化炉气化得到的煤气进行变换时,当汽气比在0.1~0.3范围内时,温度对变换后H_2/CO比值的影响很小,并且当汽气比为0.3时,变换后H_2/CO的比值已经达到甲醇合成时的要求,所以变换反应温度的选取主要考虑后续工序和变换时催化剂的要求。在甲醇-电的串联一次通过多联产系统中,当甲醇合成达到平衡态的80%时,1kg煤联产生产的甲醇量和电量在分产中所需的煤量大于1kg,即联产效率大于分产。当甲醇合成达到平衡态时,由简单的IGCC发电系统变为甲醇-电的串联多联产系统时,系统的热效率可以由40%增加到53.2%,在分析循环气比例对整个多联产系统效率的影响中得出,当循环气与新鲜气的比为4.0时,多联产系统的热效率最高。 最后本文得出,多联产系统是建立在煤气化技术基础之上的清洁能源系统,联产结合了IGCC系统现有特点,实现了系统整体效率的提高,并且污染物排放能够达到非常小的程度,所以,多联产系统具有很大的发展潜力。
【学位授予单位】:太原理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TQ54

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【引证文献】
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【参考文献】
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【同被引文献】
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