天然气制烯烃发电多联产系统的模拟与火用分析

以天然气为原料,构建全新天然气制烯烃发电多联产系统,实现制烃系统和联合循环发电系统的有机耦合.采用Aspen Plus模拟软件对该系统进行流程模拟,计算出各物流的(火用)值,并对各单元进行热力学分析.输入输出(火用)分析结果表明,当甲醇合成单元的未反应气全部循环时系统的(火用)效率最高,为53.5%.从系统的(火用)损失量来看,(火用)损主要发生在天然气制合成气和尾气发电单元,两者分别占系统总(火用)损的36.4%和42.1%.     

甲醇合成产率对多联产系统效率的影响

多联产是复杂的、高效环保的化工能源系统,甲醇合成和发电联产是最典型的多联产系统。由于不是单一类型的产品,该文采用可用能方法对系统进行能量分析,考虑了化工和发电的物理可用能和化学可用能。以1kg干煤粉为基础,计算出系统各主要单元的可用能平衡,将联产和分产计算结果进行了比较,说明在联产系统中甲醇合成可用能效率高于分产,增加甲醇转化率可提高系统总效率。计算给出了甲醇合成产率达到平衡态的0.9时系统的可用能流,此时联产效率比分产高2.7%。     

电站锅炉启动点火用甲醇的燃烧性能分析

锅炉点火是启动过程中一项非常重要的操作。由于电站锅炉的自身设计特点,普遍存在启动时间长,启动过程中易结焦,启动燃油量大的缺点,而近年的燃油价格一直攀升,使得点火过程的成本居高不下。根据我国能源的缺油多煤的现状,随着煤制甲醇工艺的成熟,甲醇被列为最有潜力的柴油替代燃料。本文尝试利用甲醇来代替柴油,作为启动燃料,以降低启动成本。本文通过fluent软件对循环流化床锅炉的甲醇点火性能进行分析和探讨,指出循环流化床锅炉甲醇点火的可行性和特点所在。     

煤制甲醇燃料矿井到油箱的生命周期评价

为探讨中国煤制甲醇技术的发展和应用,设计了5种从矿井到油箱过程的煤制甲醇方案,特别针对多联产战略制订了3种甲醇、电的多联产技术路线。运用生命周期评价方法对这些方案的环境影响、经济性和能源利用效率进行评价,并根据国情计算了7种主要污染物排放量,对若干参数进行了敏感性分析。结果表明:甲醇、电的多联产系统在环境影响、经济性和能源利用效率方面都要优于单产系统。该文的计算结果和方法可以作为未来煤制甲醇系统选择的参考。     

氨合成系统能量模型与(火用)分析——能量传递-转换模型的应用与发展

运用系统工程逐层分解的原理建立了氨合成系统能量模型。确立了氨合成系统(火用)效率表达式与单元(火用)效率和系统(火用)效率的数学关系式,求出能量单元的效率贡献系数,并确定节能改造的主攻方向。还推导了氨合成系统(火用)损失与效率贡献系数的数学关系式,并论证了效率贡献非但与(火用)损失有关,还与能量单元之间的组合型式,即(火用)流成分是否转化有关,因此,对于复杂系统单凭(火用)损失值进行(火用)分析具有一定的偏面性。     

煤与甲烷联合转化过程模拟与分析

为了减少CO_2排放,优化化工过程,节约资源,提高煤种碳元素的利用率,本文以Aspen Plus软件为平台,对甲烷与煤联合转化过程进行了流程模拟与系统分析.结果表明:合成气中的H_2/CO由原来的0.71提高到1.08,碳元素的利用率由原来的73%提高到87.2%;变换单元的变换率由64%下降到48%;降低了变换单元的负荷;生产每吨的甲醇,这个新的联合转化过程比水煤浆气化制甲醇CO_2排放量减少68.3%.     

“绿色”汽车前途无量

近些年,在替代燃料汽车的开发上,一些外国厂商开始关注并抢滩中国市场。自80年代后期以来,德国大众公司已在我国推出酒精燃料试验车(大众桑塔纳),作为中德技术合作项目之一。1995年2月,福特董事长蒹首席执行官阿历克斯·乔德曼向当时我国国家科委主任宋健赠送了一辆"特使"牌灵活燃料轿车,标志着福特致力于在中国开发替代燃料汽车的开始。1996年初,福特公司与国家科委、国家计委讨论了利用煤作为汽车燃料的各种途径,以及在此领域开展需求的分析研究。1997年7月,中美专家提出了对煤制燃料及共应用的经济、环境和能源利用生命周期的评估报告。其中指出,在山西省和其它富煤地区以焦炉气、煤制甲醇为主,辅以联产甲醇,在一段时期内是可行的方案。目前,福特在中国的有关合作项目     

褐煤提质联产油工艺的数值模拟与火用分析

通过褐煤提质联产油工艺(LFC)实验装置进行芒来褐煤热解提质实验,取得流程模拟中需要的原始数据,在对LFC工艺流程模拟的基础上,对其进行火用分析,计算各操作单元的火用损失,分析火用损失产生的原因,指出提高火用效率的方法。结果表明:原煤处理量为1000.00 kg/h时,须补充甲烷37.80 kg/h;火用损失的主要原因是由于热量传递的不可逆性和化学反应的不可逆性;LFC工艺的火用效率为74.39％,可以通过改进工艺、回收利用半焦和热解气的物理火用来提高系统的火用效率。     

车用天然气燃料改进的研究

该文讨论了一种新型配方的甲烷复合燃料及其生产工艺,通过对车用燃料的燃烧机理、配方要求、热值分析、生产工艺的研究,提出了配方组成和生产工艺,并且初步得到了验证。这种复合燃料,主要由甲烷和纳米煤组成,以质量百分比计,配方中纳米煤约占30%～65%;甲烷约占33%～68%,其余为抗爆添加剂、清净分散剂、抗氧剂等;生产工艺合理,成本低廉,生产的复合燃料可以很好地替代机动车用车用燃料或锅炉用燃烧油,替代优势明显,对减少环境污染、缓解能源危机有重要意义。     

车用汽油替代燃料生命周期能源消耗和排放评价

建立了石化汽油、乙醇、甲醇、液化石油气、液化天然气、压缩天然气等汽油替代燃料生命周期能源消耗和排放评价模型,提出汽油替代燃料生命周期净能源外部成本指标,并进行生命周期能源消耗和排放评价.结果表明,与汽油比较,乙醇、煤制甲醇的生命周期净能源外部成本升高,天然气制甲醇、液化石油气、液化天然气、压缩天然气的生命周期净能源外部成本降低.从降低生命周期净能源成本角度出发,天然气制甲醇、液化石油气、液化天然气、压缩天然气是优先选择的汽油替代燃料.     

煤炭企业节约用电的意义及措施

阐述了煤矿企业节约用电的现实意义，提出了节电的有效措施，包括加强煤矿节电工作的技术管理、提高设备工作效率、减少输电线路的能量损耗、提高系统的功率因数、推广使用节能产品和节能技术等。     

煤层气开发利用的经济效益分析

瓦斯事故是中国煤矿安全事故居高不下的主要原因,是重大的安全隐患．中国煤矿瓦斯事故防治应转变观念,树立瓦斯既是有害气体,但又是一种优质能源,应将它作为清洁能源进行开发利用的观念．为此,介绍了中国的煤层气资源及利用概况,分析了煤层气资源的利用前景,并用净现值法和内部报酬率法对某典型煤矿煤层气利用工程的经济效益进行分析评价．结果表明,煤层气的开发利用不仅可以减少瓦斯事故,节约能源,减少环境污染,还具有显著的经济效益．     

烟气余热复合供暖对生物质直燃发电系统性能的影响

针对生物质直燃发电系统排烟含水蒸汽量大、潜热回收潜力巨大的状况,首次提出了一种生物质直燃发电与吸收式热泵和水源热泵集成的热电联供系统,利用TRNSYS软件对复合供暖系统进行了建模,分析了系统的稳定性,并对系统进行了建模分析及系统效益分析.结果表明:复合供暖系统在采暖季可以稳定为用户输出热量,其中采暖季吸收式热泵运行的性能系数均值为1.61,水源热泵的性能系数平均值为4.32,复合供暖系统的效率为41.85%.加入复合供暖系统后,节能率提升了5.2%,综合能源利用率提升了7.8%,烟气余热回收利用率提升了15.5%,年节约标煤6 416.5 t,年减排CO₂量16 682.98 t、SO₂量128.33 t、NO_X量449.16 t.     

合成氨工艺系统的分析及节能研究

使用ASPEN-plus对德士古合成氨流程进行了模拟计算,通过分析法对流程进行了更为全面和深入的能耗分析,考察了德士古合成氨工艺流程的大能耗单元,发现了合成氨工业进一步节能的潜力所在。从能量的梯级利用概念出发对分析结果进行讨论,进而指出该系统节能降耗的新途径和方向。结果表明,分析方法可成为未来节能工业应用的主要方法。     

固体热载体煤热解工艺的开发与进展

介绍了煤炭低温热解工艺的发展,对国内外几种典型的以固体热载体作为热源将煤热解的工艺进行了比较和评述。针对目前煤炭资源综合利用和环境保护的需要,认为将循环流化床燃烧和煤炭低温热解组合成技术集成系统,实现热、电、油、气多联产,在燃煤电厂具有良好的发展前景。     

煤岩与瓦斯微元体破坏突出机理

煤岩与瓦斯突出是地应力、瓦斯压力、煤体结构破坏、孔洞内煤屑与瓦斯压力及时间效应等共同作用的结果。文中从煤与瓦斯突出发生的整个过程出发,结合现有的煤岩与瓦斯突出机理的研究成果,通过建立煤岩微元体破坏模型,计算煤岩微元体区域破坏概率、煤与瓦斯突出所必须的能量条件,分析煤与瓦斯突出区域的形成与发生,最后,提出了煤岩与瓦斯的突出是从煤岩体微元的破坏开始的,其发展、发育过程是众多煤岩体微元连续破坏的结果,得到了突出区域煤岩体破坏概率的平均强度以及发生突出的必须能量条件关系式,为煤与瓦斯突出的研究提出了一个新的模式与思路,对于防治煤岩与瓦斯突出事故、灾害的发生具有一定的实践与理论指导意义。     

煤-焦-电分级替代新工艺制备电石过程的热力学分析

为分析煤焦电分级替代新工艺制备电石各环节能量和的利用与损失情况,对不同电石生产工艺进行科学评价,文中依据国内某电石生产企业的实际运行数据,对煤焦电分级替代电石生产新工艺进行了物料平衡、能量平衡和平衡分析;依据多产品综合能耗指标和综合耗指标,以不同目标产物为基准对煤焦电分级替代新工艺、电热法及氧热法进行了对比.结果表明,在输入新系统的总能量和总中,冷球团带入热解炉的能量和占比最高,分别为69.36％ 和71.85％;在输出新系统的总能量和总中,电石带出的能量和占比最高,分别为71.97％ 和69.09％;在各项热损失中,电石炉气带走的热量最多,占总输出热量的15.12％;新工艺单位产品电耗仅为2.48 k W h/kg-CaC2,比电热法的3.26 kWh/kg-CaC2降低了23.93％.当以CaC2为唯一目标产物时,分级替代新工艺具有最低的单位产品综合能耗10.22 kWh/kg-CaC2和单位产品综合耗9.15 kWh/kg-CaC2,与传统电热法和氧热法相比,具有显著的节能和节优势.     

乙烯深冷分离工艺中LNG冷能利用的可行性

充分利用液化天然气（LNG）携带的冷量,不仅可降低下游天然气供气成本,还可减少LNG汽化带来的环境污染;传统乙烯深冷分离工艺需压缩制冷系统提供不同温位的冷量分离裂解气,消耗大量压缩功耗.将LNG冷量用于30万吨/年乙烯装置的深冷分离工艺,取代部分压缩制冷负荷的集成利用研究结果表明:LNG冷量在乙烯分离工艺中的利用率达76.5％,可替代原工艺中的冷量负荷约22472 kW,节省丙烯、乙烯、甲烷冷剂三机压缩制冷的功耗约11968 kW,大大降低乙烯装置的能耗成本.但LNG冷量仅与乙烯分离工艺集成,传热过程火用效率较低,建议将LNG冷量集成利用于两种或以上冷量利用工艺中,从而减少利用过程的冷火用损失,提高LNG冷量的利用效率.     

基于化学回热的沼气冷热电联供系统

为了实现沼气化学能和物理能综合梯级利用,提出一种基于化学回热的沼气冷热电联供系统.新系统引入重整器,利用透平高温排气驱动沼气重整,生成具有更高化学能的合成气,以提升沼气燃烧前热值.利用Aspen plus软件进行仿真模拟,模拟结果表明:通过沼气重整可使沼气转化为化学能更高的合成气,同时可回收大量低温潜热用于沼气池保温....