电石炉气制清洁燃料工艺的模拟与评价

发布时间：2017-04-13 06:04

  本文关键词：电石炉气制清洁燃料工艺的模拟与评价，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：煤制电石工艺作为煤化工的重要分支,具有显著经济优势。氧热法制备电石作为全新的煤制电石工艺,将生产过程中所产生的电石炉气作为产品,相比传统的电热法电石工艺要更加节能减排,且电石炉气中高浓度的CO可以作为生产碳一化学品和清洁燃料的主要原料。因此本文着眼于探究电石炉气的有效化学利用方案,借助Aspen plus流程模拟软件,对三种不同电石炉气基清洁燃料合成路线进行模拟与研究。主要研究内容如下：针对传统工艺系统评价指标在评价不同产品工艺路线时存在的不足,建立了全新的多产品系统评价方法,定义产品特性权重系数来表征多产品分布特性,提出了多产品综合能耗、多产品综合(?)损失、多产品综合碳足迹和有效原子收率作为系统物质转化、能量消耗与碳排放特性的新评价指标,且推出了有效原子收率和多产品综合(?)损失作为系统评价的两个核心指标。构建了电石炉气基二甲醚一步法和两步法、低碳混合醇和燃料油工艺模型,在验证模型可靠的基础上,获得了各个工艺系统的物料衡算、能量衡算与(?)衡算和碳排放数据；基于能量衡算与(?)衡算数据,分别绘制了系统的能流图和(?)流图,得到了系统的能量分布与(?)分布；基于物料衡算与碳排放数据,绘制了系统的碳足迹流图,得到了各系统的碳排放分布。根据模拟数据和新的评价方法,分别对各个工艺在物质转化、能量消耗和碳排放方面进行了对比分析。首先对电石炉气基二甲醚一步法与两步法工艺进行了对比,认为一步法是更适宜的电石炉气基二甲醚工艺；其次,对电石炉气基二甲醚一步法、低碳醇和燃料油工艺进行了对比分析,在有效原子收率方面,三个工艺分别为34.13%、30.81%和26.30%,即二甲醚工艺的有效原子收率最高；在多产品综合(?)损失方面,三个工艺分别为5.24 MW·t-prod-1、5.46 MW·t-prod-1和12.37 MW·t-prod-1,即二甲醚工艺的多产品综合(?)损失最小,热力完善度最高,系统用能更合理。综上所述,电石炉气基一步法制二甲醚工艺是更清洁高效合理的电石炉气制清洁燃料利用方案。
【关键词】：电石炉气 二甲醚 低碳醇 燃料油 有效原子收率 多产品综合(?)损失
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ161;TQ517
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-16
• 符号说明16-18
• 第一章 绪论18-30
• 1.1 研究背景和意义18
• 1.2 电石炉气及其应用18-19
• 1.3 合成气基清洁燃料的研究19-25
• 1.3.1 二甲醚21-23
• 1.3.2 低碳混合醇23-25
• 1.3.3 燃料油25
• 1.4 多产品系统的物质转化、能量利用与碳足迹特性的评价方法25-28
• 1.4.1 物质转化26
• 1.4.2 能量利用26-27
• 1.4.3 产品碳足迹27-28
• 1.5 Aspen Plus流程模拟软件28
• 1.6 本文的研究目标与内容28-30
• 第二章 多产品系统物质转化、能量利用与碳足迹特性评价指标30-36
• 2.1 联产系统的多产品特征30
• 2.2 多产品综合能耗30-31
• 2.3 多产品综合(?)损失31-32
• 2.4 多产品综合碳足迹32-33
• 2.5 有效原子收率33-34
• 2.6 两个核心指标34-36
• 第三章 电石炉气制二甲醚工艺的模拟与评价36-58
• 3.1 电石炉气基二甲醚工艺的描述36-38
• 3.1.1 电石炉气基二甲醚一步法工艺36-37
• 3.1.2 电石炉气基二甲醚两步法工艺37-38
• 3.2 流程模拟与模型验证38-42
• 3.2.1 计算依据与条件设定38-40
• 3.2.2 模拟结果与模型验证40-42
• 3.3 能量分析与(?)分析42-48
• 3.3.1 能量分析42-46
• 3.3.2 (?)分析46-48
• 3.4 产品碳足迹分析48-51
• 3.5 一步法与两步法制二甲醚工艺的对比与评价51-56
• 3.5.1 物质转化分析51-52
• 3.5.2 能量利用分析52-55
• 3.5.3 产品碳足迹分析55-56
• 3.6 小结56-58
• 第四章 电石炉气制低碳混合醇工艺的模拟与评价58-70
• 4.1 电石炉气基低碳混合醇工艺的描述58-59
• 4.2 流程模拟与模型验证59-61
• 4.2.1 计算依据与条件设定59-60
• 4.2.2 模拟结果与模型验证60-61
• 4.3 物质转化分析61-62
• 4.4 能量分析与(?)分析62-66
• 4.4.1 能量分析62-64
• 4.4.2 (?)分析64-66
• 4.5 产品碳足迹分析66-67
• 4.6 小结67-70
• 第五章 电石炉气制燃料油工艺的模拟与评价70-82
• 5.1 电石炉气基燃料油工艺的描述70-71
• 5.2 流程模拟与模型验证71-73
• 5.2.1 计算依据与条件设定71-72
• 5.2.2 模拟结果与模型验证72-73
• 5.3 物质转化分析73-74
• 5.4 能量分析与(?)分析74-78
• 5.4.1 能量分析74-76
• 5.4.2 (?)分析76-78
• 5.5 产品碳足迹分析78-79
• 5.6 小结79-82
• 第六章 电石炉气制清洁燃料工艺的对比与分析82-90
• 6.1 物质转化82-83
• 6.2 能量消耗83-85
• 6.3 产品碳足迹85-87
• 6.4 核心指标评价87
• 6.5 小结87-90
• 第七章 结论90-92
• 参考文献92-96
• 致谢96-98
• 研究成果及发表的学术论文98-100
• 作者和导师简介100-102
• 附件102-103

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本文编号：302947