二甲醚/动力多联产系统初步研究

本文针对两步法二甲醚/动力多联产系统进行了研究。通过对两步法二甲醚生产和动力两个系统的分析整合,使用ASPEN对流程进行了模拟计算,考察了两步法DME和IGCC联产系统的特性。发现两步法DME-IGCC联产与两步法:DME和IGCC分产相比,折合热转功效率提高了5.66个百分点,折合合成能耗下降了26.05％,相对节能率为8.46％。     

煤基和天然气基DME联产比较

本文针对煤基和天然气基DME分产及多联产系统进行研究.通过分析发现煤基DME分产能耗为55.5 GJ/t,天然气基DME分产能耗为48.4 GJ/t.煤基IGCC-DME联产方式相对节能率达到15.0%,高于天然气基CC-DME联产方式的10.2%.通过进一步的分析发现,不论是煤基还是天然气基,联产方式都同时遵循化学(火用)和物理(火用)的综合梯级利用原理.     

楼宇型蓄能联产系统热力学及经济性分析

本文以商业楼为例,模拟计算微燃机和内燃机驱动的无蓄能及蓄能型联产系统的一次能源利用率、相对节能率、初投资及运行费用,对系统的热力学和经济性能进行评价分析。结果表明,联产系统的一次能耗均少于分产系统,其年生命周期成本则高于分产系统。考虑能耗和经济性,该商业楼应选择内燃机为原动机。分析表明,增加蓄能装置可明显提高联产系统的能耗及经济性能,同时存在最优蓄能容量可使联产系统达到性能最佳。     

新型甲醇化学回热与海水淡化联产系统

本文提出了一种结合甲醇化学回热循环与低温多效蒸馏海水淡化系统的新型联产系统。该系统利用化学回热循环的余热驱动海水淡化子系统,同时海水淡化生产出的淡水部分供化学回热循环所需,实现了系统水电化工联产。文中对该循环进行了热力性能研究,当注汽率为0.04、透平进气温度为1308℃的基本工况下,循环电水比为543 kJ/kg、效率为46.2%;相对同输出分产系统,节能率达到19.3%;参数敏感性分析表明注汽率对循环的影响较为显著。     

太阳能高温热化学与甲烷互补的多联产系统

本文基于高温太阳能热化学等温法循环分解H_2O或CO_2制备H_2或CO,通过在其下游加入甲烷进行重整及部分氧化反应,在进行余热余气回收的同时实现了甲醇动力多联产,提出三种系统方案并进行了能耗及效率分析。结果表明,等温法同时分解水和CO_2的甲醇动力多联产系统,可以取消水煤气变换反应及CO_2的分离单元,进行合理的热回收后达到太阳能甲醇转换效率为30.52%,制取甲醇的净太阳能能耗为65.25 GJ/t,甲烷单耗为25.74 GJ/t。采用甲烷互补的甲醇动力多联产可取代超高温换热器以及甲醇合成过程的自备电厂,与仅有太阳能作为输入的高温太阳能热化学双温法制取甲醇相比,效率可提升两倍。     

太阳能甲醇重整制氢-发电联产系统

基于不同用能系统整合和能的综合梯级利用思路,研究提出一种新颖的太阳能甲醇重整制氢-发电联产系统.将太阳能甲醇重整制氢与发电有机整合,不仅合理地利用中低温太阳能,同时实现甲醇重整制氢弛放气的综合利用.新的联产系统具有优良的热力性能,化石能源的相对节能率达到29%,制氢单位能耗降低为0.85 GJ/GJ-H2.研究表明,减小能量转化传递过程的品位差和合理利用太阳能热是系统节能的关键所在.研究成果将为太阳能多功能能源系统发展提供新方案与新思路.     

冷热电联产系统节能特性分析

本文分析各子系统性能和补燃量对冷热电联产系统总体性能的影响,得到了与分产系统相比联产系统节能所需满足的条件,并建议采用以联产系统燃料量为基准的节能系数评价联产系统性能。通过对回收的热量在制冷子系统和供热子系统中的分配情况研究,确定了回收热量优先利用的原则。补燃量的增加将导致联产系统性能下降,到一定程度使联产系统与分产系统相比不具有优势;随着电网供电效率的提高,确保联产系统节能所需的联产系统发电效率也不断提高。     

煤基甲醇动力多联产系统技术经济关联性研究

在IGCC基础上发展起来的煤基甲醇动力多联产系统作为一种高效清洁的能源系统在中国具有广泛的应用前景。该文基于相对节能率,单位能量生产成本研究了联产系统热力性能和经济性能间的关联关系。研究表明,对甲醇动力多联产系统而言,不仅存在使相对节能率最高的最佳循环倍率,而且还存在使单位成本最低的最佳循环倍率。当化工岛的未反应气循环倍率位于2.17~4.44时,可以使相对节能率和单位成本二者都达到比较优化的状态。     

氨水功冷正逆耦合循环的经济性分析

本文对一氨水功冷正逆耦合循环进行了经济性分析,该循环采用分流吸收系统对关键流股浓度、流量进行调节,满足了不同热力过程的不同浓度需求,联产后系统热力性能大为改善.本文考察基础循环工况下联产系统总投资、产品成本和回收期,与同等规模分产系统进行对比.结论如下:发电量约700 kW、制冷量约200 kW时系统总投资700多万元,回收期约4.5年,经济性良好;相对分产系统,节能近20%,总成本降低约15%,充分显示出联产优越性.参数敏感性分析表明电价对联产系统回收期的影响最大.     

近零排放双燃料多功能系统特性规律分析及优化

本文对煤/天然气双燃料氢电联产多功能系统进行了特性规律分析.从燃料互补和能量综合梯级利用角度,分析了重整条件、氢气分离率对系统节能率的影响,以及多功能系统特征参数的变化规律,得到了新系统可以提高燃料化学能利用效率,同时可以降低CO2分离能耗的结论.在能量利用上的优势和对CO2的有效控制,使得新系统相对参考系统可以实现低能耗分CO2.     

天然气水蒸气重整甲醇动力串联型多联产系统性能分析与优化

本文重点对一个基于天然气的甲醇与动力联产系统的关键参数进行了系统性能影响性、规律性分析研究.在之前的研究工作中,根据化学能、物理梯级利用原理,提出了基于天然气部分重整的化工动力多联产系统,相比独立的分产化工与动力系统,可以节省10%左右的原料输入,相应的研究成果发表在2007年的Energy杂志上面(2007,33:2...     

换热器的综合效率分析

利用分析的方法对换热器进行了性能分析,推导出了综合评价换热器性能的公式;并以芳烃生产工艺中制苯工段的换热器为实例进行了具体的效率分析,得出了换热器的效率、单位面积的收益、损失及综合性能评价指标。结果表明:流体发生相变的换热器的性能要优于单相流体换热器的性能。     

捕获CO2的部分煤气化氢电联产系统

基于煤炭分级转化、成分对口应用、污染物控制一体化等系统集成思路,提出了一种捕获CO₂的部分煤气化氢电联产系统。该系统利用增压流化床完成煤炭部分气化,降低了气化难度与气化炉造价,具有较好经济性;全面揭示了系统的热力和环境特性规律,指出气化炉碳转化率是影响系统热力性能的主要因素;系统具有良好的热力特性与环境特性,当CO₂的分离率为59.7%时,系统（火用）效率为54.3%。本文的研究为煤炭的清洁高效利用提供了可选择的途径。     

煤基化工与动力多联产系统开拓研究

煤气化发电－甲醇联产系统是一种建立在能的梯级利用概念基础上,融合了ＩＧＣＣ动力系统与甲醇生产流程的新颖的多联产总能系统。本文对多联产系统进行了开拓性研究,基于能的品位原理揭示多联产系统能量转换的本质及基本规律,并通过联产系统与分产系统的比较,指出联产系统高效、灵活与清洁等特点．     

新型焦电联产系统集成与特性分析

本文针对传统焦炭生产工艺的不足、并应用联产系统整合思路,研究提出新型焦炭动力联产系统.新系统取消了传统炼焦工艺中直接燃用焦炉煤气为炭化室提供炼焦热量的方式,采用外置煤炭燃烧室提供热量,从而实现用低品质煤炭替代高品质焦炉煤气;节省下来的富氢、高热值的焦炉煤气作为燃料提供给联合循环,实现高效洁净发电;改进炼焦过程烟气废热回收方式,使得排烟损失大大降低.分析结果表明,新系统具有优良的热力性能,相对节能率高达15%左右.对系统关键过程的图像(火用)分析分析表明,燃烧过程和换热过程等变革与改进是系统性能提升的关键所在.本文研究将为冶金生产的可持续发展提供新思路与新系统方案.     

The kinetics of methane ignition in fuel-rich HCCI engines: DME replacement by ozone

Fuel-rich combustion of methane in a homogeneous-charge compression-ignition (HCCI) engine can be used as a polygeneration process producing work, heat, and useful chemicals like syngas. Due to the inertness of methane, additives such as dimethyl ether (DME) are needed to achieve ignition at moderate inlet temperatures and to control combustion phasing. Because significant concentrations of DME are then needed, a considerable part of the fuel energy comes from DME. An alternative ignition promotor known from fuel-lean HCCI is ozone (O₃). Here, a combined experimental and modelling study on the ignition of fuel-rich partial oxidation of methane/air mixtures at Φ = 1.9 with ozone and DME as additives in an HCCI engine is conducted. Experimental results show that ozone is a suitable additive for fuel-rich HCCI, with only 75 ppm ozone reducing the fuel-fraction of DME needed from 11.0% to 5.3%. Since ozone does not survive until the end of the compression stroke, the reaction paths are analyzed in a single-zone model. The simulation shows that different ignition precursors or buffer molecules are formed, depending on the additives. If only DME is added, hydrogen peroxide (H₂O₂) and formaldehyde (CH₂O) are the most important intermediates, leading to OH formation and ignition around top dead center (TDC). With ozone addition, methyl hydroperoxide (CH₃OOH) becomes very important earlier in the compression stroke under these fuel-rich conditions. It is then later converted to CH₂O and H₂O₂. Thus, ozone is a very effective additive not only for fuel-lean, but also for fuel-rich combustion. However, the mechanism differs between both regimes. Because less of the expensive additives are needed, ozone could help improving the economics of a polygeneration process with fuel-rich operated HCCI engines.     

利用LNG冷能的混合工质中低温热力循环开拓研究

为提高中低温余热回收动力系统性能,本文在常规混合工质热力循环（火用）分析基础上,提出了结合LNG冷能利用的新型混合工质热力循环。通过与LNG的有机结合,混合工质热力循环热效率提高14.5个百分点,（火用）效率达到53.6％。为进一步揭示效率提高的原因,我们比较了常规混合工质热力循环与LNG-混合工质热力循环的（火用）损失变化情况。结果表明:LNG-混合工质热力循环高效的关键在于循环平均放热温度的降低以及工质蒸发过程与冷凝过程换热的合理匹配。而LNG冷能的梯级利用则是系统具有较高（火用）效率的根本原因。     

燃气-蒸汽联合循环余热回收系统性能研究

燃气发电是我国城市供电的主要形式之一,针对LNG接收站一体的电厂发电模式进行研究,提出一种新型燃气-蒸汽联合循环热电联供系统,利用超临界CO₂布雷顿循环结合有机朗肯循环(ORC)辅助发电,将LNG作为冷源,对烟气余热进行三级利用。通过构建热力学和经济模型,以Aspen Plus软件模拟值为基础,结果表明:在消耗燃料1.704 kg/s(LNG)的条件下,联合循环净发电功率可达45 MW,供热量41.5 MW,余热利用率,热效率和?效率分别为88.50%,52.79%和46.69%。结合热-经济学与参数分析,利用Matlab优化后的最小单位发电成本为0.1529 CNY/kWh。考虑到碳排放价格,供电、供热、供气收益,燃料价格和设备成本,电厂每年的理想收益可达2989.5万元。