IGCC多聯產系統(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)化成為二十一世紀的重要議題。煤氣化多聯產系統(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，結合能源、化工、冶金等原本獨立的生產過程，通過生產過程的有機耦合與優(yōu)化，使各個產品的工藝流程，設備得到簡化，投資和運行成本得以降低，從而達到總體效益最優(yōu)及污染最小的效果。 1.首先

2、對多聯產系統(tǒng)進行了擬定，系統(tǒng)模型構建的思路是在IGCC流程的基礎上增加了水煤氣變換、脫碳和甲醇合成反應器，再將IGCC系統(tǒng)和甲醇合成系統(tǒng)有機地結合起來。因此，在本模型中主要包括：煤的氣化，煤氣凈化，甲醇合成和聯合循環(huán)發(fā)電。通過計算得出：在甲醇-電的串聯多聯產系統(tǒng)中，如果甲醇合成達到了平衡態(tài)，系統(tǒng)總的熱效率為53.2％，多聯產系統(tǒng)通過1kg煤生產的甲醇量和電量比分產少用煤0.021kg，即聯產的效率可以比分產高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％，制氧耗能也占相當大的比重。 2.對多聯產系統(tǒng)進行局部分析與優(yōu)化，通過對氣化爐運行參數的分析得出：當氧碳原子比接近1.0時，碳轉化率已經達到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行變換時，當汽氣比在0.1～0.3范圍內時，溫度對變換后H<,2>/CO比值的影響很小，并且當汽氣比為0.3時，變換后H<,

4、2>/CO的比值已經達到甲醇合成時的要求，所以變換反應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-電的串聯一次通過多聯產系統(tǒng)中，當甲醇合成達到平衡態(tài)的80％時，1kg煤聯產生產的甲醇量和電量在分產中所需的煤量大于1kg，即聯產效率大于分產。當甲醇合成達到平衡態(tài)時，由簡單的IGCC發(fā)電系統(tǒng)變?yōu)榧状?電的串聯多聯產系統(tǒng)時，系統(tǒng)的熱效率可以由40％增加到53.2％，在分析循環(huán)氣比例對整個多聯產系統(tǒng)效率的影響中得出，當循環(huán)氣與新鮮氣