IGCC多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)能量利用的研究.pdf

1、本文基于人類可持續(xù)發(fā)展的要求，資源、能源、環(huán)境的整體優(yōu)化成為二十一世紀(jì)的重要議題。煤氣化多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)是針對我國面臨的能源需求增長，液體燃料短缺，環(huán)境污染等一系列問題，提出的一條解決我國能源領(lǐng)域可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。其思路在于打破行業(yè)界限，以煤氣化為核心，結(jié)合能源、化工、冶金等原本獨立的生產(chǎn)過程，通過生產(chǎn)過程的有機耦合與優(yōu)化，使各個產(chǎn)品的工藝流程，設(shè)備得到簡化，投資和運行成本得以降低，從而達(dá)到總體效益最優(yōu)及污染最小的效果。 1.首先

2、對多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行了擬定，系統(tǒng)模型構(gòu)建的思路是在IGCC流程的基礎(chǔ)上增加了水煤氣變換、脫碳和甲醇合成反應(yīng)器，再將IGCC系統(tǒng)和甲醇合成系統(tǒng)有機地結(jié)合起來。因此，在本模型中主要包括：煤的氣化，煤氣凈化，甲醇合成和聯(lián)合循環(huán)發(fā)電。通過計算得出：在甲醇-電的串聯(lián)多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中，如果甲醇合成達(dá)到了平衡態(tài)，系統(tǒng)總的熱效率為53.2％，多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)通過1kg煤生產(chǎn)的甲醇量和電量比分產(chǎn)少用煤0.021kg，即聯(lián)產(chǎn)的效率可以比分產(chǎn)高2.1％。在系統(tǒng)各項熱損失中

3、，蒸汽輪機的冷凝熱損失最大，占系統(tǒng)總能量的13.86％，制氧耗能也占相當(dāng)大的比重。 2.對多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行局部分析與優(yōu)化，通過對氣化爐運行參數(shù)的分析得出：當(dāng)氧碳原子比接近1.0時，碳轉(zhuǎn)化率已經(jīng)達(dá)到98％～99％，此時氣化爐的冷煤氣效率最高。通過對水煤氣變換過程分析得出：在對Shell干粉氣化爐氣化得到的煤氣進(jìn)行變換時，當(dāng)汽氣比在0.1～0.3范圍內(nèi)時，溫度對變換后H<,2>/CO比值的影響很小，并且當(dāng)汽氣比為0.3時，變換后H<,

4、2>/CO的比值已經(jīng)達(dá)到甲醇合成時的要求，所以變換反應(yīng)溫度的選取主要考慮后續(xù)工序和變換時催化劑的要求。在甲醇-電的串聯(lián)一次通過多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中，當(dāng)甲醇合成達(dá)到平衡態(tài)的80％時，1kg煤聯(lián)產(chǎn)生產(chǎn)的甲醇量和電量在分產(chǎn)中所需的煤量大于1kg，即聯(lián)產(chǎn)效率大于分產(chǎn)。當(dāng)甲醇合成達(dá)到平衡態(tài)時，由簡單的IGCC發(fā)電系統(tǒng)變?yōu)榧状?電的串聯(lián)多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)時，系統(tǒng)的熱效率可以由40％增加到53.2％，在分析循環(huán)氣比例對整個多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)效率的影響中得出，當(dāng)循環(huán)氣與新鮮氣