微藻与煤混合燃烧特性研究及发电的生命周期评价

发布时间：2020-06-23 01:14

【摘要】：随着化石燃料的日益枯竭以及环境污染的日益严重,开发和利用可再生能源是全世界共同努力的方向。而在可再生能源中,生物质能由于具有可运输、便于储存等优点得到了广泛的关注和开发应用。作为最具潜力替代化石燃料的生物质能-微藻的开发和应用近年来越来越受到人们的关注。而微藻与煤混合燃烧,可部分替代化石燃料,具有节能和减排的双重作用。本文主要采用热重分析仪对微藻(小球藻)与煤(次烟煤)的混合燃烧特性进行了研究,并采用KAS、FWO和master-plots方法研究了纯小球藻、纯煤及其混合物燃烧的动力学三因子(E,n和A);此外,还采用生命周期评价方法对微藻与煤混合燃烧发电的生命周期进行了评价,并与煤单独燃烧发电的生命周期评价结果进行了比较分析。得出的主要结论如下:微藻与煤混合燃烧的主要燃烧阶段发生在第二阶段;小球藻的Rmax是最大的;微藻/煤=5/5的混合物的Rv是最小的;随着混合物中小球藻含量的增加,Di和SM都增加;而Mr先增加后减少;在小球藻与煤的混合燃烧过程中存在相互作用;随着β的增加,Ti、Tp、Rp、Rv和Tf都显著增加。随着小球藻含量的增加,混合物的活化能(E)先减小后增加,在微藻/煤=5/5时其E值最小;在纯微藻、纯煤及其混合物中,纯煤的E值最小;在β=20℃/min时,纯煤、微藻/煤=3/7、5/5和7/3的混合物及纯小球藻燃烧的动力学三因子E、n和A分别为E=62.90、108.99、85.28、92.27和104.98 kJ/mol,n=1.4、4.1、2.7、3.2和4,A=6.38×105、1.05×106、2.29×104、8.73×104和2.93×106 min-1。混合燃烧发电1MWh的生命周期中,消耗的能量中发电阶段最多,污染物排放中以CO2排放量最大,粉尘的排放量占其次;混合燃烧的环境影响潜值依次为:炉渣和灰烬(81.91%)酸化(10.32%)全球变暖(4.23%)富营养化(3.52%);混合燃烧发电的环境影响总负荷为1142.87mPET2000。燃煤发电过程能量消耗的顺序依次为:电力的生产过程原材料的运输过程煤的开采和洗选过程发电设备的生产过程;环境影响潜值依次为:炉渣和灰烬(81.49%)酸化(10.57%)全球变暖(4.33%)富营养化(3.61%)。燃煤发电1MWh的生命周期中环境影响总负荷为1715.63mPET2000。采用混合燃烧发电技术比燃煤发电技术每发电1MWh的生命周期中多消耗能量799.15MJ,整个系统的能源利用效率较燃煤发电技术降低了2.92%;采用混合燃烧发电技术的环境影响负荷比采用燃煤发电技术的环境影响总负荷减小了572.76mPET2000。
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM62
【图文】：

１９４２年，国外研宄人员发现了藻类物质能够在光合作用下产生氢气，并且发现藻类逡逑具有较强的繁殖能力［５］。从此，生物质能材料的研宄重心开始慢慢转移到第二代生物质逡逑能——微藻上。微藻是指需要用显微镜观察才能获知其具体形态的微小型藻类［５］。图１－１逡逑中给出了一些微藻在显微镜下观察到的形态。逡逑ｍ＾ｍ逡逑图１－１显微镜下一些微藻的形态逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ邋ｏｆ邋ｓｏｍｅ邋ｍｉｃｒｏａｌｇａｅ邋ｂｙ邋ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ逡逑相比于第一代生物质能，微藻具有如下的特点逡逑①

学硕士学位论文逦微落与煤浪合燃烧特性研究及发电的生命周能源转型期的长短。我国正处于快速工业现代化的进程中，不论是工业还，能源消耗量都比以往大大增加，开发新能源的利用则是重中之重；同时格不断上涨，也对第一代生物质能源的利用带来了成本上的阻碍。因此，藻为主的第二代生物质能源，对于缓解化石能源危机，提升我国的能源全都具有重要现实意义。逡逑炭和生物质能的利用方式逡逑生物质能的利用方式逡逑物质能源由于组成成分类型较多，且具有生物活性，其利用形式多种多样比较成熟的方法有物理法（如固化成生物固体燃料或萃取等）、生化法（醇或沼气）以及化学法（燃烧、气化、热解等）三种，见图１－２。逡逑

【参考文献】

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本文编号：2726550