生物质化学链气化制氢工厂的模拟与优化
发布时间：2021-06-30 10:13
生物质是一种具有良好减排效益、社会效益和经济效益的可再生能源；氢能既是一种需求量很大的工业原料,也是一种高效、清洁的二次能源。以生物质为原料的化学链气化制氢技术能够在获得富氢气体的同时,还可以富集C02,是一种高效洁净的生物质能转化方式。由于生物质的来源及其物理化学特性的特殊性,生物质的收集、运输等物流过程以及能量转化过程对生物质的利用具有重大影响。本文针对生物质化学链气化制氢工厂（以下简称“工厂”）,运用数学建模、离散事件建模软件EXTEND SIM和化工流程模拟工具ASPEN PLUS等方式,建立了工厂的原料收集、运输和工厂内生物质转化过程模型,从而对工厂进行全面的模拟,并对燃料物流和厂内化工过程进行了优化。首先,物流过程主要由生物质产地运输至收购站（储料站）的初级物流模型和收购站运输至工厂的次级物流模型组成。初级物流模型在前人工作的基础上,通过建立“产地-收购站-工厂”和“产地-工厂”并存的物流模式,对每个收购站和工厂储料站构建正方形收集子区域的方法概算出初级物流过程的收集成本和过程碳排放。次级物流和生物质厂内物流运用EXTEND SIM软件对货车和设备进行离散事件仿真模拟,考虑...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：108 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
图目录
表目录
符号表
目次
1 绪论
1.1 课题研究背景
1.1.1 能源现状
1.1.2 国内外生物质能政策
1.1.3 生物质气化制氢技术
1.2 生物质特性及其问题
1.2.1 生物质的物理、化学特性
1.2.2 生物质分布分散
1.2.3 水分含量高
1.2.4 生物质能利用中的问题
1.3 本文研究内容与方法
2 研究现状综述
2.1 生物质物流研究现状
2.1.1 生物质收集过程
2.1.2 生物质运输过程
2.1.3 厂内物流过程
2.1.4 EXTEND SIM
2.2 生物质化学链制氢研究现状
2.2.1 数值模拟研究
2.2.2 ASPEN PLUS
2.2.3 试验研究
2.3 本章小结
3 生物质燃料物流模型
3.1 引言
3.2 初级物流过程
3.2.1 模型假设
3.2.2 初级运输数学模型
3.3 次级物流过程
3.3.1 模型概述
3.3.2 模型假设
3.3.3 模型参数
3.3.4 边界条件的确定
3.3.5 次级运输成本和碳排放量
3.3.6 次级运输EXTEND SIM模型
3.4 其他成本和碳排放
3.4.1 其他运输过程
3.4.2 其他成本和碳排放
3.5 本章小结
4 化学链气化制氢过程模型
4.1 生物质化学链气化制氢简介
4.2 化学链气化制氢单元模型的建立
4.2.1 气化机理
4.2.2 ASPEN模型的建立
4.2.3 快速热解实验仪器
4.2.4 快速热解实验与压力温度修正
4.2.5 模型的验证
4.3 其它过程的模拟
4.3.1 燃气轮机建模
4.3.2 深冷空分建模
4.4 本章小结
5 2300t/d生物质化学链制氢工厂的模拟及优化
5.1 2300t/d生物质化学链制氢工厂概况
5.2 物流过程的模拟
5.2.1 初级运输过程
5.2.2 次级运输过程
5.2.3 石灰石、灰渣运输过程
5.2.4 其他物流过程与优化
5.2.5 物流过程总结
5.3 化学链气化制氢工艺的模拟
5.3.1 压力的影响
5.3.2 温度的影响
5.3.3 [Ca]/[C]的影响
5.3.4 [H_2O]/[C]的影响
5.3.5 线性敏感性分析
5.3.6 化学链气化过程的优化
5.3.7 整体性能计算
5.4 本章小结
6 全文总结与展望
6.1 本文总结
6.2 主要创新
6.3 工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]化学链技术及其在化石能源转化与二氧化碳捕集领域的应用[J]. 曾亮,罗四维,李繁星,范良士. 中国科学:化学. 2012(03)
[2]微生物制氢技术研究进展[J]. 严晓娟,陈朋,广忠勇,郭天力,胡先望,梁宁. 生物技术. 2011(06)
[3]生物质化学链气化制取合成气模拟研究[J]. 赵坤,何方,黄振,李海滨. 煤炭转化. 2011(04)
[4]生物质原料运输成本分析与物流网络设计[J]. 张国晨,孙飞,刘胜男. 科学技术与工程. 2011(20)
[5]生物质炭的性质及其对土壤环境功能影响的研究进展[J]. 袁金华,徐仁扣. 生态环境学报. 2011(04)
[6]生物质电厂燃料物流系统的优化和分析[J]. 俞宏德,王勤辉,Klein E.Ileleji,余春江,骆仲泱,岑可法. 农业工程学报. 2010(12)
[7]基于ASPEN PLUS模拟生物质与煤气流床共气化工艺[J]. 周金豪,陈雪莉,郭强,王玉枝. 太阳能学报. 2010(09)
[8]氢能利用与制氢储氢技术研究现状[J]. 林才顺,魏浩杰. 节能与环保. 2010(02)
[9]麻疯树种植开发亟待国家政策强力扶持[J]. 李兴荣. 中国林业产业. 2010(Z1)
[10]基于交易成本的生物质供应物流组织结构比较分析研究[J]. 潘盛艺,张永,虞一峰,杨世炎. 物流技术. 2010(01)
博士论文
[1]以CaO为吸收体的生物质无氧气化制氢的机理与试验研究[D]. 韩龙.浙江大学 2011
[2]生物质发电项目投资风险分析与决策研究[D]. 唐朝贤.中南大学 2011
硕士论文
[1]生物质电厂燃料供应系统的模拟与优化[D]. 俞宏德.浙江大学 2011
[2]秸秆发电工程技术经济分析[D]. 王胜曼.河北农业大学 2008
[3]新型近零排放煤气化燃烧综合利用系统分析与优化[D]. 孙登科.浙江大学 2007
[4]生物质流化床气化实验研究与模拟[D]. 赵向富.华中科技大学 2006
本文编号：3257553
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：108 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
图目录
表目录
符号表
目次
1 绪论
1.1 课题研究背景
1.1.1 能源现状
1.1.2 国内外生物质能政策
1.1.3 生物质气化制氢技术
1.2 生物质特性及其问题
1.2.1 生物质的物理、化学特性
1.2.2 生物质分布分散
1.2.3 水分含量高
1.2.4 生物质能利用中的问题
1.3 本文研究内容与方法
2 研究现状综述
2.1 生物质物流研究现状
2.1.1 生物质收集过程
2.1.2 生物质运输过程
2.1.3 厂内物流过程
2.1.4 EXTEND SIM
2.2 生物质化学链制氢研究现状
2.2.1 数值模拟研究
2.2.2 ASPEN PLUS
2.2.3 试验研究
2.3 本章小结
3 生物质燃料物流模型
3.1 引言
3.2 初级物流过程
3.2.1 模型假设
3.2.2 初级运输数学模型
3.3 次级物流过程
3.3.1 模型概述
3.3.2 模型假设
3.3.3 模型参数
3.3.4 边界条件的确定
3.3.5 次级运输成本和碳排放量
3.3.6 次级运输EXTEND SIM模型
3.4 其他成本和碳排放
3.4.1 其他运输过程
3.4.2 其他成本和碳排放
3.5 本章小结
4 化学链气化制氢过程模型
4.1 生物质化学链气化制氢简介
4.2 化学链气化制氢单元模型的建立
4.2.1 气化机理
4.2.2 ASPEN模型的建立
4.2.3 快速热解实验仪器
4.2.4 快速热解实验与压力温度修正
4.2.5 模型的验证
4.3 其它过程的模拟
4.3.1 燃气轮机建模
4.3.2 深冷空分建模
4.4 本章小结
5 2300t/d生物质化学链制氢工厂的模拟及优化
5.1 2300t/d生物质化学链制氢工厂概况
5.2 物流过程的模拟
5.2.1 初级运输过程
5.2.2 次级运输过程
5.2.3 石灰石、灰渣运输过程
5.2.4 其他物流过程与优化
5.2.5 物流过程总结
5.3 化学链气化制氢工艺的模拟
5.3.1 压力的影响
5.3.2 温度的影响
5.3.3 [Ca]/[C]的影响
5.3.4 [H_2O]/[C]的影响
5.3.5 线性敏感性分析
5.3.6 化学链气化过程的优化
5.3.7 整体性能计算
5.4 本章小结
6 全文总结与展望
6.1 本文总结
6.2 主要创新
6.3 工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]化学链技术及其在化石能源转化与二氧化碳捕集领域的应用[J]. 曾亮,罗四维,李繁星,范良士. 中国科学:化学. 2012(03)
[2]微生物制氢技术研究进展[J]. 严晓娟,陈朋,广忠勇,郭天力,胡先望,梁宁. 生物技术. 2011(06)
[3]生物质化学链气化制取合成气模拟研究[J]. 赵坤,何方,黄振,李海滨. 煤炭转化. 2011(04)
[4]生物质原料运输成本分析与物流网络设计[J]. 张国晨,孙飞,刘胜男. 科学技术与工程. 2011(20)
[5]生物质炭的性质及其对土壤环境功能影响的研究进展[J]. 袁金华,徐仁扣. 生态环境学报. 2011(04)
[6]生物质电厂燃料物流系统的优化和分析[J]. 俞宏德,王勤辉,Klein E.Ileleji,余春江,骆仲泱,岑可法. 农业工程学报. 2010(12)
[7]基于ASPEN PLUS模拟生物质与煤气流床共气化工艺[J]. 周金豪,陈雪莉,郭强,王玉枝. 太阳能学报. 2010(09)
[8]氢能利用与制氢储氢技术研究现状[J]. 林才顺,魏浩杰. 节能与环保. 2010(02)
[9]麻疯树种植开发亟待国家政策强力扶持[J]. 李兴荣. 中国林业产业. 2010(Z1)
[10]基于交易成本的生物质供应物流组织结构比较分析研究[J]. 潘盛艺,张永,虞一峰,杨世炎. 物流技术. 2010(01)
博士论文
[1]以CaO为吸收体的生物质无氧气化制氢的机理与试验研究[D]. 韩龙.浙江大学 2011
[2]生物质发电项目投资风险分析与决策研究[D]. 唐朝贤.中南大学 2011
硕士论文
[1]生物质电厂燃料供应系统的模拟与优化[D]. 俞宏德.浙江大学 2011
[2]秸秆发电工程技术经济分析[D]. 王胜曼.河北农业大学 2008
[3]新型近零排放煤气化燃烧综合利用系统分析与优化[D]. 孙登科.浙江大学 2007
[4]生物质流化床气化实验研究与模拟[D]. 赵向富.华中科技大学 2006
本文编号：3257553
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/xnylw/3257553.html
