回收CO_2的整体煤气化熔融碳酸盐燃料电池联合循环系统研究

本文以整体煤气化联合循环(IGCC)为基准系统,构建了整体煤气化熔融碳酸盐燃料电池联合循环(IGMCFCCC)发电系统,并提出了回收CO_2的IGMCFCCC系统。利用Aspen Plus软件对系统进行了模拟研究,结果表明:回收CO_2的IGMCFCCC系统效率(48.38%)比传统不回收CO_2的IGCC系统(44.15%)效率提高了4.23个百分点,同时捕获了系统中80.16%的CO_2,但比不回收CO_2的IGMCFCCC系统效率(51.40%)降低了3.02个百分点。此外,本文还研究了CO_2利用率,燃料利用率对系统性能的影响,研究成果将对未来回收CO_2的发电系统提供有益的参考。     

IGCC电站的过程模拟和性能分析

整体煤气化联合循环（IGCC）系统是一种先进的高效、清洁、具有燃烧前碳捕捉功能的能源利用和转化系统。本文利用流程模拟软件Aspen Plus对基于干煤粉气化技术的IGCC电站（电功率250MW_e）进行模拟,并针对其中的Shell气化炉、常温湿法煤气净化系统、燃烧前CO₂捕捉系统等进行性能分析。通过灵敏度分析发现氧煤比是Shell气化炉性能的最重要影响因素,气化炉优化参数为:气化温度1450～1500℃（热损失为2%）,气化压力4 MPa,氧煤比0.72,蒸汽煤比0.08,氧气纯度99.5%;煤气净化系统的热煤气效率可达94.48%,可凹收显热52.7MW;M702F燃气轮机净输出功222.9MW;三压再热式余热锅炉净输出功70.6MW;以神华煤为燃料时,不考虑碳捕捉的IGCC电站的能量转换效率可达到46.37%,而考虑碳捕捉功能的IGCC电站的效率下降为35.63%（降低10.74%）。     

整体煤气化联合循环(IGCC)损分布结构研究

整体煤气化联合循环是一种先进的洁净煤发电技术。本文应用#［1316］分析方法,研究IGCC中七个子系统（空分、气化、净化、压气机、燃烧室、透平、余热锅炉及汽机)的#［1316］损失分布,指出系统中最大#［1316］损失过程为煤气化、燃气轮机燃烧和空分过程。同时,揭示了系统随不同空气整体化和氮气回注的规律。这些研究可以指导下一代IGCC系统的改进     

CO_2/焦炭气化发电系统的热力性能研究

探索并提出一种新型煤气化发电系统,通过将煤炭的碳氢组分分级气化过程和化学链燃烧过程进行整合,来减少能量转换过程中的不可逆损失,实现能量的梯级利用。该系统以CO_2为气化剂,来气化含碳量较高的焦炭,从而制得高浓度的CO。分析表明,新系统的热效率可以达到约49%,(?)效率约为47%,比传统的IGCC热效率和(?)效率均高出约6个百分点。新系统为化石燃料的合理高效利用提供了一种有效途径。     

结合ORC和ARC的中温余热回收系统

中温余热回收过程中传热温差大,系统(火用)效率较低,本文提出一种结合有机朗肯循环和单效吸收式制冷系统的中温烟气余热回收系统。利用热力学第一定律和第二定律对系统建立了数学模型,分析了新系统中有机朗肯循环蒸发温度、冷凝温度等参数对系统性能的影响。同时对系统各主要部件进行了(火用)分析,并与双效溴化锂吸收式制冷系统进行了比较,通过T-Q图分析了新系统及参考系统的换热过程。结果表明新系统的(火用)损失从139.19 kW降低到93.18 kW,(火用)损失减少机理在于换热温差降低。     

生物质基甲醇动力多联产系统(火用)分析

本文提出一个基于生物质气化的甲醇-动力多联产系统.该系统突出特色在于取消了变换过程,取消重整过程,并且适度循环未反应合成气,通过耦合化工与动力过程实现化学能的组分对口、分级转化以及物理能梯级利用原则.通过对系统分析(火用)结果表明,该系统与分产系统(独立甲醇生产系统,生物质气化联合循环)相比,节能高达10个百分点,该系统为生物质未来应用提供一个新的途径.     

太阳能与甲醇热化学互补的分布式能源系统研究

本文提出一种基于中低温太阳能与甲醇热化学互补的分布式冷热电供能系统。基于热力学基本定律,对系统作了能量平衡分析和(火用)平衡分析,探讨了变太阳辐照下系统的热力性能和储气蓄能的变化特性规律。结果表明:设计工况下,系统的一次能源效率达89.36%,(火用)效率达到47.10%,太阳直射辐照强度从500 W/m~2变化到900 W/m~2时,系统一次能源效率和冷、热、电功率输出保持稳定。本文的研究成果为高效利用中低温太阳能热化学技术与分布式冷热电能源系统集成技术提供了新途径。     

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。     

与SOFC整合的CO2准零排放IGCC新系统研究

本文研究与SOFC整合的CO2准零排放IGCC系统。基于总能系统思想和系统集成方法,本文提出了O2／CO2循环与SOFC-CC结合的双循环CO2准零排放系统,对SOFC-CC循环系统特性及主要参数进行了优化分析,对新系统性能进行了分析研究,还与其它准零排放IGCC系统进行了比较。研究结果表明:新系统在回收CO2后系统效率有大幅度提高,与基准系统相比系统效率高7个百分点。本文研究成果为CO2准零排放IGCC系统研究提供了新的思路和方案。     

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。     

400MW级IGCC机组变工况性能计算

1引言一个多世纪以来,煤一直是世界上主要的发电燃料,这一趋势将在较长的时间内一直保持下去。对于中国这样一个以煤作为一次能源的国家,这一现象尤为突出。特别是随着全球性能源危机的出现以及环境保护要求的提高,使得洁净煤技术（CCT）受到普遍关注。在众多的洁净煤发电技术中,IGCC技术以其特有的高效率、低污染等特点,被认为是下世纪最有发展前途的洁净煤发电技术之一。鉴于IGCC系统结构与组态非常复杂,涉及煤的气化、净化、燃气轮机、余热锅炉、蒸汽轮机、空气分离等关键技术,因此建立IGCC系统的性能模型,对IGCC机组的…     

基于三种气化炉的整体煤气化湿化燃气轮机循环热力性能分析

将燃料湿化和空气湿化应用到整体煤气化燃气轮机循环中,以降低NOx排放并有效利用系统低品位热。基于水煤浆、干煤粉及输运床三种气化炉,构建了多种整体煤气化湿化燃气轮机循环,分析了其热力性能并给出了湿化方式建议。研究表明：燃料湿化循环系统效率较高;空气湿化循环燃气轮机比功较大;整体煤气化湿化燃气轮机循环具有利用系统外部中低品...     

煤的清洁利用技术的现状与发展

文章针对中国一次能源以煤为主的特点,深入分析了几种主要的煤的洁净利用技术的现状及存在的主要问题和发展趋势,其中包括大容量、高参数的超(超)临界燃煤发电技术、燃煤烟气净化技术、循环流化床燃烧技术(CFBC)、整体煤气化联合循环技术(IGCC)和煤的洗选技术.在此基础上,给出了中国煤的清洁利用方式的建议:近期仍以超(超)临界燃煤发电机组+燃煤烟气净化技术和循环流化床燃烧技术为主;整体燃气化联合循环技术、富氧燃烧技术(特别是加压富氧燃烧技术)以及二氧化碳的捕集和封存技术(CCS),具有广阔应用前景,值得长期大力发展.     

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.     

甲醇--动力联产系统热功转换过程分析

在联产系统能量和物质转换过程模拟和分析的基础上,重点研究了热功转换过程及其与甲醇合成过程的相互影响.得到部分联产率对系统输出功、甲醇合成压缩机耗功、甲醇产量、合成塔副产蒸汽的影响.并对比了动力独立生产系统和部分联产系统供电效率.     

Transformation of the Fe-mineral associations in coal during gasification

The mineral matter associated with coal undergoes various transformations during the coal gasification process. Optimisation of the gasification process is necessary in the coal to liquids technology. The principle aim of this investigation was to determine the changes that the Fe-containing minerals and mineral associations undergo during gasification of coal. Due to the complexity of the counter-current coal-gas process used, a gasifier dissection was undertaken on one of the Sasol gasifiers. Detailed characterisation profiles of various properties of the coal were undertaken after a commercial-scale gasifier was shutdown for routine maintenance of which the Mössbauer spectroscopy technique will be described here. Representative samples from the gasifier were extracted after sufficient cooling was done to allow the safe turn-out of the gasifier. In the coal samples that entered the gasifier, pyrite was the abundant Fe-containing mineral, whilst the pyrite changed gradually to form, in conjunction with the SiO₂ and Al₂O₃ present in the coal, a Fe-containing glass and hematite at the bottom, or ash grate of the gasifier.     

一类煤与天然气互补利用的新型发电系统

提出一种新型发电系统,通过煤和天然气的互补利用来减少能量转化过程的不可逆损失。煤气化炉采用空气和水蒸气做氧化剂,碳转化率约为60%,未转化部分形成半焦,半焦燃烧释放的热量驱动天然气重整反应,制取合成气。煤部分气化所得气化煤气和半焦燃烧驱动天然气重整所得合成气混合,作为联合循环的燃料。结果显示,新系统的热效率为51.5%,效率为50.3%,天然气折合发电效率为61%。新系统为高效合理利用煤和天然气提供了一种新途径。     

IGCC中空分系统特性及其对整体性能影响

本文利用Aspen-plus软件对典型的空分装置进行了模拟分析(含(?)分析),得出空分系统性能特性(包括内部状态参数和能耗分布),在此基础上探讨不同空分流程的IGCC系统性能随整体化系数Xas等变化的规律,并通过大量数值计算分析比较了高压整体化空分系统与低压独立空分系统的情况。本文研究成果对IGCC系统方案设计有较大的参考价值。