单乙醇胺(MEA)捕获二氧化碳过程解吸能耗的模拟

采用ProMax2.0模拟了30% (质量分数)单乙醇胺填料塔吸收 - 解吸CO2的传统流程,考察了贫吸收液CO2负载(CLL)和溶液循环流速(SCR)对解吸用再沸器热负荷(Qreb)的影响.全系统模拟结果表明,当CO2 移除效率为90%时,CLL增加导致Qreb显著下降后再缓慢上升,其最佳值为0.20 mol CO2/mol MEA (MCPM),此时Qreb达最小值3.24 GJ/t CO2.单独的解吸系统模拟结果显示,当CLL 和富吸收液CO2负载(CRL)不变时,解吸塔中富胺进料流量的变化不影响热负荷.然而,由于全吸收 - 解吸系统CLL和CRL的变化则直接导致解吸塔富胺进料流量和热负荷的变化.     

火力发电厂余热利用与热泵技术

电厂循环冷却水中含有大量的低位热能,采用热泵技术,可以将这部分热能回收利用．结合实际,分析了热泵技术在热电厂余热利用中的实际应用,通过此项技术,可使电厂节能率达32．8％,年节省蒸汽折算效益达2580万元,静态成本回收期仅为2．4a;同时每年冬季可节省标煤16360t,大量减少了有害气体的排放,可以有效地实现电厂的经济效益与节能减排．     

MEA溶液的解吸特性研究

以MEA溶液吸收CO2后形成的富液为研究对象,用流程模拟软件PRO/Ⅱ,研究了再沸器热负荷、解吸塔塔板数、再沸器压力等因素对富液中CO2解吸率的影响,并研究了再沸器压力与贫液出口温度之间的关系,分析了各层塔板处温度变化情况。得出：CO2解吸率随着再沸器热负荷和解吸塔塔板数的增加而增大;再沸器压力通过影响吸收液沸点温度和吸收液沸腾时的蒸汽量,来影响CO2解吸率,且再沸器压力越大,塔底贫液温度越高。     

操作参数对MEA法捕集CO2吸收过程的影响研究

为了得到MEA溶液吸收烟气中CO2的规律,采用流程模拟软件PRO/Ⅱ对不同MEA质量分数的吸收液吸收CO2过程分别进行了模拟研究.模拟结果为:随着贫液体积流量的增加,CO2吸收率逐渐增大,且随着MEA溶液的质量分数的增加,CO2的吸收率也是逐渐增大的,但增大幅度逐渐变小.当吸收液中MEA的摩尔流量不足时,吸收液体积流率对CO2吸收率的影响比较明显,随着MEA摩尔流量的增加,影响越来越小.MEA质量分数偏低时,随着吸收液温度的升高,CO2吸收率先增大后减小;当MEA质量分数较高时,CO2吸收率逐渐增大,但增大幅度有限.烟气温度对CO2吸收率影响较小.吸收率随塔板数增多逐渐增大,但增大幅度越来越小.     

钢铁企业CO2排放模型及减排策略

建立了钢铁企业CO2 排放数学模型.以国内某钢铁企业为例,根据生产数据计算得到CO2 年排放量,分析了能源结构和产品结构对CO2 排放的影响.利用情景分析法对钢铁企业CO2 减排的途径和策略进行了分析,假设天然气取代动力煤、短流程取代长流程、考虑先进工序能耗水平和使用余热回收技术四种情景.分析对比结果表明:余热回收技术的采用对CO2减排效果较小,约为3.39%;用短流程取代长流程的CO2 减排效果最好,约为45.07%,若考虑电炉用电产生的间接CO2 排放,仍可实现减排24.30%.     

固定化啤酒酵母废菌体吸附Pt4+特性的研究

用2％海藻酸钠与l％明胶混合为包埋剂固定啤酒酵母废菌体．固定化啤酒酵母废菌体(ISCWB)呈球形．粒径2～3mm．ISCWB吸附作用受吸附时间、溶液pH值、ISCWB浓度和Pt^4 起始浓度等的影响．但不受温度的影响；吸附作用是一个快速的过程．吸附60min达到平衡．但在最初的5min内吸附量可达最大吸附量的88．4％．吸附Pt^4 的最适pH为2．0．在Pt^4 起始浓度200mg／L、固定化菌体浓度1．6g／L、pH2．0和30℃条件下振荡吸附60min．吸附量为44．0mg／g．TEM观察显示，固定化菌体不仅能吸附Pt^4 而且能将Pt^4 还原成Pt^0．从含Pt^4 95．22mg／L和47．6lmg／L的废铂催化剂处理液中回收铂．其吸附率分别为48．44％和60．72％，吸附量为26．97mg／g和17．2lmg／g．以1．0mol／L盐酸作为解吸剂，解吸率达80．2％．在填充床反应器中．固定化菌体的最大饱和吸附量为21.0mg／g．解吸率为80％．该固定化菌体有较好的应用前景．     

尿素溶液吸收法洁净CO_2气体中NO_X工艺的研究

研究CO2气体中的氮氧化物净化工艺,得到最佳条件：吸收液温度40～60℃,空塔气速5．4cm／s,填料高与塔径比9：1,瓷环填料空隙率为68％,尿素填充量为0．8倍填料高,吸收液中尿素溶液浓度不低于4．86mol／L。此方法是一种过程简单、综合利用的绿色化学工艺。     

甲醇制丙烯脱甲烷塔尾气回收技术

以改进的前脱乙烷流程为基础,讨论了中冷油直接吸收法和中冷油补充回流法回收甲醇制丙烯(MTP)装置脱甲烷塔尾气的可能性。模拟结果显示,中冷油补充回流法能够有效地回收尾气中夹带的吸收剂和少量乙烯组分,降低产品气压缩机及丙烯制冷压缩机功耗。以1.7×106 t/a MTP装置为例,当采用中冷油直接吸收法时,MTP装置双机轴功率为20 537kW,分离工段尾气中乙烯损失为48t/a、吸收剂损失为2 104t/a;当采用中冷油补充回流法时,MTP双机轴功率为20 549kW,分离工段尾气中乙烯损失为38t/a、吸收剂损失为410t/a。     

催化裂化吸收/解吸双塔流程模拟策略

提出了采用催化裂化吸收／解吸单塔流程模拟策略,模拟炼油厂催化裂化装置中实际采用的吸收／解吸双塔流程,避免了按照实际双塔流程模拟过程中所不可避免的多股物流循环,使迭代次数和计算时间大大减少,实现了流程的快速模拟,在此基础上,提出了一种新的吸收／解吸单塔流程,其特征为解吸段设置中间再沸器以利用稳定汽油的余热,实现了节能,单塔流程设备简单,操作方便,解吸段压力低,有利于解吸;单塔流程中解吸塔采用单股进料,避免了实际生产过程中该塔双股进料所引起的轴向混合,有利于塔内分离过程的进行。     

液化气厂气分装置的改造及流程优化

液化气厂对2万t／a气分装置进行了改造,通过更换高效塔盘、内件及流程优化,在原气分丙烯塔前增加了脱乙烷塔及配套设施。改造后运行结果：液化气处理量有2万t／a提高到3万t／a;产品丙烯中C2含量由15％～2％（V／V）左右降为0．2％（V／V）以下;丙烯纯度由95％-97％（V／V）提高到99％（V／V）以上,达到精丙烯质量指标;抽余液化气蒸气压由400KPa左右提高到600KPa左右,装置综合收率有所上升,每年可净增利润450多万元。     

天然气联合循环电厂CO2捕获整体性能及成本敏感性分析

为研究天然气联合循环(NGCC)电厂引入燃烧后CO_2捕获系统后电厂整体性能及成本,利用整合环境控制模型(IECM)模拟了一乙醇胺(MEA)吸收剂的燃烧后CO_2捕获NGCC(NGCC+CC)电厂运行情景,其中以无CO_2捕获的NGCC电厂作为参考,同时和等发电量的燃烧后CO_2捕获燃煤电厂(PC+CC)进行对比.为研究NGCC+CC电厂的电力均化成本(LCOE)、CO_2捕获成本及吸收剂再生能耗等关键指标,对各指标的主要影响因子进行了敏感性分析,以优化CO_2捕获系统的运行参数.研究结果表明:MEA吸收剂的燃烧后CO_2捕获系统会降低NGCC电厂的整体效率,效率损失为6.92%,从而导致LCOE升高,从896元/MWh增长至1 020元/MWh,而PC+CC电厂的效率损失为4%.NGCC电厂容量因子和天然气价格是LCOE的主要敏感因素,尤其是天然气价格.NGCC+CC电厂的CO_2捕获成本主要受电厂容量因子、天然气价格及CO_2去除率等影响.吸收剂再生能耗则与吸收剂浓度、蒸汽热含量、贫液负荷、气液比及热电效率等相关.     

含光热电站的热电联供型微网储热容量双层优化配置

含可再生能源的微网已成为能源领域重要的发展趋势，在此背景下，针对热电联产微网中储能优化配置的不足，构建了含有光热电站的热电联供型微网储热容量双层优化配置模型。上层模型以极小化光热电站日投资成本和热电联产微网日运行成本为优化目标，下层以极小化热电联产微网日运行成本为优化目标。利用Karush-Kuhn-Tucker最优性条件将双层模型转化为单层模型。算例证明了基于光热电站的储热系统提升了微网的经济性以及微网消纳可再生能源的能力，并分析了光热电站的储热容量和储热成本对热电联产微网投资成本和运行成本的影响，同时验证了所提双层规划模型的有效性。     

应用活性炭在燃烧后捕获二氧化碳的研究

从燃烧后大型固定二氧化碳点源捕获分离二氧化碳,如燃烧化石燃料的发电厂,水泥和钢铁厂,能减少操作成本并提高效率。利用活性炭分离吸附二氧化碳操作简单和成本低廉。而且,许多副产品及废物都可以作为活性炭的来源。因此,活性炭分离吸附二氧化碳的技术有远大前途。     

探讨适合中国的CO2捕集技术

 论述了当前中国捕集CO₂的必要性,探讨了适合中国的CO₂捕集技术。CO₂捕集技术主要分为燃烧前捕集、氧化燃料燃烧捕集、燃烧后捕集3类。由于中国短期内没有能力建设大规模的包含CO2捕集及储存系统的电厂,重点探讨现有电厂的改进问题。很多国家开展了基于燃煤电厂CO₂捕集技术研究,并达到了中试实验水平。中国对于CO₂捕集技术的研究始于20世纪80年代,研究重点主要偏向于燃烧前及燃烧后,忽略了氧化燃料燃烧问题。从国外对氧化燃料燃烧和燃烧后CO₂捕集技术的对比研究看,将一个普通的煤燃烧电厂更新改进成燃烧后捕集电厂所需资本大于改进成氧化燃料燃烧系统需要的资本,而且更新后的氧化燃料燃烧系统运行与维修成本约为燃烧后捕集电厂的一半。氧化燃料燃烧CO₂捕集技术投资和运营成本低,且CO₂捕集率高,是适合中国现阶段国情的CO₂捕集技术。     

基于能源枢纽的钢铁制造过程多能源协同优化

The production process of iron and steel is accompanied by a large amount of energy production and consumption. Optimal scheduling and utilization of these energies within energy systems are crucial to realize a reduction in the cost, energy use, and CO₂ emissions. However, it is difficult to model and schedule energy usage within steel works because different types of energy and devices are involved. The energy hub (EH), as a universal modeling frame, is widely used in multi-energy systems to improve its efficiency, flexibility, and reliability. This paper proposed an efficient multi-layer model based on the EH concept, which is designed to systematically model the energy system and schedule energy within steelworks to meet the energy demand. Besides, to simulate the actual working conditions of the energy devices, the method of fitting the curve is used to describe the efficiency of the energy devices. Moreover, to evaluate the applicability of the proposed model, a case study is conducted to minimize both the economic operation cost and CO₂ emissions. The optimal results demonstrated that the model is suitable for energy systems within steel works. Further, the economic operation cost decreased by 3.41%, and CO₂ emissions decreased by approximately 3.67%.     

用MARKAL模型研究中国未来可持续能源发展战略

为研究中国未来可持续能源发展战略 ,在对未来社会经济发展进行合理的假设基础上 ,应用中国 MARKAL 模型 ,对 1995～ 2 0 5 0年间中国终端能源消费及构成、一次能源消费及构成、电力构成、二氧化碳排放量等进行了研究。分析了终端能源消费中油气电比重的增加、先进高效的火电机组以及新能源与可再生能源和核能的应用对减排二氧化碳的作用。此外 ,还应用该模型对由煤制油品、煤制氢等满足未来急剧增长的交通运输燃料的需求以及由煤制合成气实现城市清洁能源的大规模应用进行了研究。     

母管制循环水系统优化运行的数学模型

热力发电厂母管制循环水系统的优化运行会产生很大的节能效应．以前人们在建立循环水系统优化运行的数学模型时,没有考虑循环水系统的流动阻力特性,所以其优化模型不完善．本文运用流体力学、汽轮机和水泵原理建立了循环水系统优化运行的数学模型．     

超声波对CO2水合物生成过程的影响

CO2捕集、利用与封存（carbon capture utilization and storage, CCUS）是控制温室气体排放的重要途径之一,是实现碳达峰、碳中和目标的重要举措。为研究超声波对水合物法捕集CO2的作用效果,搭建了一套高压条件下超声波作用于CO2水合物生成实验装置。实验过程中超声参数设置为功率比70%、总作用时间8 min、每次作用时间8.0 s、间隙时间4.5 s。结果表明：超声可以大大促进CO2水合物的生成,其原因可能是超声能够增大气液界面传质系数、溶液过饱和度以及对溶液产生扰动并不断更新反应面积;在超声作用下,CO2水合物生长前期存在一个快速反应阶段,该阶段持续时间与驱动力成正比;此外,CO2水合物生成量和生长速率都与驱动力成正相关。     

电厂中CO_2捕集技术的成本及效率

电厂中CO2捕集过程中成本过高和额外能耗问题是CO2捕集与封存(CCS)技术迄今没有大规模应用的重要障碍之一。针对电力部门,重点总结并比较各种CO2捕集技术成本,分析影响成本的重要因素,量化捕集过程中的效率损失、能源需求以及相关资源消耗。结合中国未来发展趋势,分析实行CO2捕集技术对中国能源和经济的影响。结果表明,超超临界煤粉电厂和IGCC电厂是未来CO2捕集技术发展的首选电厂类型。中国应积极进行CO2捕集技术的研发,使得成本和效率损失大幅度下降,使带有捕集的电厂成为中国温室气体减排方面重要的技术储备。     

风电场储能系统的多目标优化调度策略

为了实现风电与储能联合运行的优化调度策略,首先综合考虑风电功率预测效果、并网功率波动和储能系统的出力水平等多个目标,建立风储联合运行的多目标优化仿真模型。然后运用马尔可夫模型预测风功率,同时基于有精英策略的非支配性排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm-Ⅱ,NSGA-Ⅱ)滚动优化风储并网功率,来获得风储系统不同运行策略。并通过优选储能系统运行参数,避免储能系统的过度充放电和进入死区。最后,将决策者的偏好嵌入到多目标优化过程中,针对优化解集的分布进行了对比分析,验证了偏好情况下的储能的针对性和有效性,实现了风储系统多目标偏好下的优化调度。