一、转化炉采用多种原料制气工艺(论文文献综述)
孙贯永[1](2021)在《外热式气基直接还原炼铁工艺的基础与应用研究》文中进行了进一步梳理在我国政府明确提出2030年前碳达峰、2060年前碳中和目标的背景下,实现炼铁工序CO2排放的绝对减排,以及高端特钢对优质纯净海绵铁原材料的需求,促使企业及研究院所加快开发适应我国国情的气基直接还原炼铁工艺。论文是与山西某企业合作开发新型外热式加热炉在低阶煤热解及碳与水蒸气反应生成CO+H2的成功中试经验的基础上,进一步延展合作开发新型外热式气基直接还原炼铁工艺,历时十年时间,全面进行了外热式气基直接还原工艺的基础理论及实验研究,并依据基础研究结果设计了年产3000吨、8万吨、30万吨规模的工艺和装备。外热式气基直接还原炼铁设置两个各自独立的内、外系统,之间由高导热的材料(火墙)隔离,其特点是还原所需的热能由外热系统以燃气燃烧后通过火墙向炉内传热的方式提供,还原气和球团在还原炉内被外热系统加热到所需的还原温度,而不是还原气在炉外被加热到还原温度后进入还原炉,具备球团和还原气常温入炉,还原铁低温出炉,还原气压强损失小,吨铁能源消耗低等特点。外热燃烧系统具有独立的蓄热室火道加热功能,可以实现炉内还原系统温度的精准控制,提高了还原气的利用率,有效避免了还原初期高温段球团的粘结和末期得到海绵铁后的低温析碳。外热式气基竖炉所构造的高温反应容器中,还原气与铁氧化物组成多元多相体系在炉内完成平衡反应,还原铁的生产效率与CO+H2为主的还原气的成分、还原温度、外加热能源的消耗有关,而CO+H2为主的还原气在900℃的气体利用率极限只有31.098%~37.181%,还原气体还原、升温、降温、换热等过程中将引起热焓的大幅度的波动,从而影响吨铁综合能耗。有必要结合外热式气基直接还原的特点,研究提高不同还原气的利用率和降低能源消耗的机理,这是本研究的主要目的。首先根据最小自由能原理的需要,以等压比热容和热力学方程,推导了体系中物质在不同温度区间的吉布斯自由能与温度的关系式,用于编制相应温度区间的最小自由能计算程序。设定初始还原气量、各组元的浓度组成、压强、温度等条件,得到相应的平衡态组成,延伸得到还原气体的利用率、平衡态浓度、还原气参与度、反应热焓、产气比等参数。根据构建的外热式气基直接还原炼铁的能耗模型,获得不同条件下吨铁气体的升温热焓、反应热焓、固体升温热焓、总热焓需求及体系热焓输入、可回收热焓及热焓回收率等参数。通过对各种不同组成的还原气的研究发现,当还原分别处于Fe2O3→Fe3O4、Fe3O4→Fe0.947O、Fe0.947O→Fe 阶段,即发生铁氧化物逐级还原的阶段,还原气体利用率及平衡态浓度、气体的还原参与度、还原气体中CH4的转化率、产气比等参数保持不变,利用这一特点,可以反推氧化铁中的Fe完全还原时的还原气的需求量、还原后气体的组成和各组元物质的量及反应热焓。对%CO+%H2=100还原气还原Fe2O3的多元多相热力学平衡体系进行了研究:1)分析了不同组成的还原气体的初始成分与其利用率等随着还原气组成不同的演变规律,发现对于%CO=%H2=50的还原气体,研究了还原产物不含Fe3C+C+CH4体系与包含Fe3C+C+CH4体系在Fe0.947O→Fe阶段的各种反应参数的区别,发现后者的反应热焓更低,因为该阶段为吸热反应,而CH4的生成是放热反应,两者叠加,反应吸热减少;当CO初始浓度大于50%,随着温度增加,CO+H2气体利用率呈降低趋势;当CO初始浓度小于50%,随着温度增加,CO+H2气体利用率呈增加趋势。CO初始浓度越大,CO+H2气体总的利用率越小。900℃时,压强对CO+H2气体利用率有着明显的影响;当温度1000℃以上时,压强对CO+H2气体利用率的影响可以忽略。2)理论模型计算了用CO+H2气体还原Fe2O3过程的理论能源消耗,发现当CO初始浓度小于10%,体系综合热焓(即热收入与热消耗的差)随着温度的升高而减小;当CO初始浓度为20%,体系综合热焓随着温度变化的幅度很小,但总的趋势是体系综合热焓随CO初始浓度的增大而减小;当CO初始浓度大于30%,体系综合热焓随着温度的升高而增大。当CO初始浓度在65%~71%时,体系综合反应热焓为零。在热焓输入项的构成占比中,从大到小依次是气体升温吸热、固体升温吸热、反应热焓。体系的压强对吨铁能源消耗的影响较小。不同组成的CO+H2还原气还原吨铁体系的热焓输入在108.062~122.051 kgce区间,热焓回收率在65%~95%区间变化。对于还原气成分组成多样化的特点,利用多元多相的最小自由能模型研究了%CO+%H2=90,%CH4+%N2=10初始还原气还原Fe2O3的反应特征和理论能源消耗的规律。研究发现:900℃条件下,还原气中每增加1 Nm3 CH4减少吨铁还原气需求量约6.100~7.337 Nm3,减少吨铁的化学反应热焓1.940~9.666 MJ,减少吨铁还原气升温热焓6.058~7.598 MJ,减少吨铁热焓能输入4.118~17.264 MJ。利用这一特点,理论研究了使用CH4+H2构成还原气所必须的条件,减少纯H2还原体系的吸热量,整体降低局部的加热需求的热量和工艺条件;或使用CH4+CO构成还原气,减小纯CO还原体系的放热量,降低局部过热可能性所对应的工艺条件。焦炉煤气是典型的富含H2和CH4的工业气体,对焦炉煤气还原Fe2O3的热力学平衡和能源消耗模型的研究发现:焦炉煤气在热力学上具有不重整直接用于还原炼铁的可行性,但需要对焦炉煤气量、氧化铁的量、还原温度及还原的动力学条件进行精确的控制,加入过多的焦炉煤气有析出C的可能,且增加了吨铁能源消耗。Fe2O3恰好完全被还原时的焦炉煤气的利用率随温度的升高而增加,在900℃时为81.900%,吨铁热焓需求为165.416 kgce,但这两项会由焦炉气体组成的变化而改变。进一步对%CO+%H2+%CH4=100还原气在900℃下还原Fe2O3的多元多相热力学平衡和能源消耗模型的研究发现:1)随初始CH4浓度的增大,反应焓变和总热焓需求量增大,气体升温热减小,反应焓变的能耗占比持续增加,气体升温热和固体升温热的能耗占比持续减小。2)在%CH4=50时,总热焓需求量为 275.412~276.433 kgce/tFe,与不含 CH4 的%CO+%H2=100还原气相比,总热焓需求量增加量为76.668~98.420 kgce/tFe,相当于%CH4/(%CO+%H2)=0 总热焓需求量的 38.379%~55.629%。在理论模型计算的基础上,对%CO=%H2=50还原气还原Fe3O4过程的析碳情况进行了实验验证,研究发现:在400℃~750℃范围内,%CO=%H2=50还原气出现最大析碳现象,而400℃之下反而没有明显碳黑析出。这与理论计算的%CO≥30时,CO+H2还原Fe2O3在750℃以下有大量的析C生成相吻合,但在400℃以下实验发现不会析碳且与热力学理论计算结果不同,尚需进一步研究。因此,在外热式还原炉的炉型温度节点控制时,如果还原气中CO含量大于30%,在400~750℃区间要控制还原气与海绵铁接触的时间要尽可能的短;对气基还原得到的海绵铁进行了熔分精炼合一的冶炼研究,用气基还原海绵铁熔分20 min后一步得到了纯度99.9%的纯铁,为未来气基海绵铁进行纯净化冶炼提供了依据。最后在以上各种可能组成的还原气还原氧化铁进行的多元多相最小自由能理论计算的基础上,设计了由外加热方式精确控制独立的内还原体系的气基直接还原炼铁竖炉,并从理论上对其进行了物料平衡、化学平衡、热平衡、压强损失等方面的应用研究,研究发现:1)外热式竖炉气基直接还原炼铁工艺中,在还原气组成和炉型结构确定的情况下,可以通过外加热的手段调控内部体系的温度,可以预先通过热平衡法和传热法精确计算一定产量下燃气需求量,通过反复校正,可使理论计算与实际需求相等,以此提高还原气利用率、降低吨铁能耗、降低炉顶气温度、降低压降损失。2)外热式气基直接还原竖炉还原铁工艺可以满足不同CO+H2浓度组合的还原气的应用,其中H2浓度越大,则吨铁能耗越高,炉顶气温度越低,气体压强损失越少。
邹雪[2](2021)在《煤制气废水深度处理超滤膜前预处理及污染控制机制研究》文中认为煤制气产业是煤化工的重要领域之一。然而,煤制气生产过程中产生了大量可生化性较差的废水,采用流程较长的厌氧-缺氧-好氧工艺处理煤制气废水后,其出水中难降解有机物浓度仍然较高,不利于实现煤制气废水的零排放。膜技术设备紧凑、操作简单,可以作为煤化工废水回用的有效途径,然而膜污染问题一直是制约废水回用的主要障碍。本文围绕煤制气生化出水回用处理中难降解有机物对超滤膜的污染问题,深入研究膜前预处理工艺--超滤膜处理工艺对难降解有机物的去除效果和去除机制,得出以下结论:1)实验用煤制气生化出水中的难降解有机物主要包括酚、醇、饱和烷烃酯、长链烷烃类,典型污染物分别为亲水性有机物2,4-二叔丁基苯酚、2-棕榈酰-RAC-甘油及疏水性有机物2-十八烷酸单甘油酯、正十八烷。该水质对超滤膜的污染显示出滤饼堵塞特征,疏水性有机物及亲水性有机物是导致超滤膜滤饼堵塞的主要原因;亲水性有机物还是超滤膜孔内堵塞的重要因素。2)聚硅酸硫酸铝铁(PSAFS)混凝-H2O2类芬顿组合工艺处理煤制气生化出水时亲水性有机物降解效果显着优于疏水性有机物。总的COD去除率达到73.5%~77.6%,相比传统Fenton提升幅度在25.2%~29.3%。PSAFS混凝沉淀后的出水残余铁形态随p H而改变,p H为6.5时,出水中残余铁的存在形式主要为Fe2(OH)24+和Fe3(OH)45+等高价铁离子络合物;p H为7.5时,混凝沉淀出水中残余铁主要以铁高聚物的形式存在。实验证实铁高聚物作为类芬顿反应的催化剂其效果好于铁的多核羟基配合物。3)褐煤基半焦吸附剂,其介孔及大孔所形成的孔隙率占其总孔隙率的81.9%,且表面官能团主要为苯环和卤化物。半焦-PSAFS处理煤制气生化出水时,对疏水性有机物的去除效果优于亲水性有机物。最佳工艺条件下,半焦和PSAFS可以协同去除COD和TSS,去除率最高分别为69.0%和79.0%。在中性p H条件下,半焦和PSAFS共存体系可以不同程度地降低四种典型有机物发生吸附反应所需克服的能障,且对疏水性有机物展现出物理吸附的性能,对亲水性有机物则显示出化学吸附的特性。亲水性有机物可与PSAFS发生静电中和及氢键作用,使半焦-PSAFS反应体系形成粒度较大的密实絮体,有利于污染物的去除。4)自主开发以半焦为原材料的负载有纳米钛酸锰(Mn Ti O3)的半焦水凝胶(简称水凝胶),孔容显着增加并形成了较为完备的中孔及大孔体系,其表面存在氢键。实验证实光助负载纳米Mn Ti O3半焦水凝胶-H2O2工艺对疏水性有机物和亲水性有机物都有很好的去除效果,去除率达到90%以上。该水凝胶对疏水性有机物吸附效果远高于亲水性有机物。约90%左右的疏水性有机物的去除发生在纳米Mn Ti O3半焦水凝胶内部或表面;只有40%左右亲水性有机物的去除源于纳米Mn Ti O3半焦水凝胶表面的吸附作用,其余50%左右亲水性有机物的去除依赖于液相中的羟基自由基。5)研究揭示了光助负载纳米Mn Ti O3半焦水凝胶-H2O2工艺去除亲水/疏水性有机物的机制:水凝胶负载的Mn元素在可见光照射下产生光生电子和空穴,光生电子在Mn-O-Ti上发生传递,光载流子(光生电子和空穴)生成羟基自由基等活性物种,氧化分解有机物;反应体系中H2O2捕获光生电子,降低光载流子复合,促进产生更多的活性物种。中性p H下,疏水性有机物被水凝胶大量吸附,且被水凝胶表面产生的羟基自由基氧化,同时还可被Mn3+催化H2O2产生的·HO2氧化分解;亲水性有机物部分吸附于水凝胶,并被水凝胶表面的氧化物种分解,而未被吸附的亲水性有机物被水凝胶表面产生的活性物种游移于液相而氧化分解。6)煤制气生化出水中的亲水性有机物相比疏水性有机物更易于造成不可逆污染和膜通量的衰减。超滤膜前预处理工艺对膜污染的控制效果评价,需要兼顾对滤饼污堵的削减和可逆/不可逆污染的控制;三种预处理工艺中,PSAFS混凝-H2O2类芬顿工艺对膜孔内部阻力削减作用明显,且对不可逆污染的控制效果好于可逆污染;半焦-PSAFS工艺对滤饼阻力有较好的削减作用,且对可逆污染的控制效果优于不可逆污染;光助负载纳米Mn Ti O3半焦水凝胶-H2O2工艺,可以有效削减上述两种膜阻力,并同时减缓超滤膜的不可逆污染和可逆污染,且在超滤膜表面形成的滤饼平均孔隙率最低,滤饼质量最小,滤饼层阻力最小,该工艺更适宜作为超滤膜前预处理工艺。
王丹丹[3](2019)在《燃料源头捕集CO2的煤气化机理及方法》文中认为“富煤、缺油、少气”的资源禀赋造成了我国以煤为主的能源消费结构,在短期内难以改变。煤炭气化作为洁净煤利用的核心技术,是影响煤化工系统效率、污染物及温室气体排放的关键。如何确定反应条件,是提高气化效率的关键所在。此外,如何合理利用合成气显热,降低氧化剂制备能耗,是需要进一步探讨的问题。本学位论文从不同气化条件下化学能转化规律与不可逆损失减少机理出发,选取热化学回热型煤炭水蒸气分级气化方法作为研究对象,通过热力学平衡模型与(?)分析等方法研究气化过程能量转化率提升特性;开展了煤炭蒸汽分级气化方法实验研究,并基于此气化方法进行煤基高效低碳能源系统的集成创新。在气化过程的机理分析中,本文利用热力学平衡模型对气化过程进行研究,分析了不同气化条件下的冷煤气效率与气化效率;考察了不同气化条件下的(?)效率,明确了气化过程中化学反应不可逆损失、反应物加热过程不可逆损失与热(?)排放不可逆损失分布;并进一步建立了气化过程相对于纯氧气化的(?)收益与各类不可逆损失减少的关联关系。结果显示,考虑了氧化剂制备能耗后,纯水气化与CO2气化能量转化效率明显优于其他气化方式,气化效率能够达到82%;降低O2/C02含量能够有效降低氧化剂制备不可逆损失,纯水气化的氧化剂制备不可逆损失减小收益能够达到20%,合成气(?)收益能够达到35%。从选择合理气化条件以及合成气显热利用途径的角度出发,本文提出了热化学回热型煤炭水蒸气分级气化方式,此方法完全采用蒸汽作为气化剂,并通过热化学回热过程将合成气显热通过气化剂重新带入气化过程,实现了显热物理能向合成气化学能的转化。利用Aspen Plus建立了热化学回热型水蒸气分级气化方法与参比方法的热力学模型,结果显示,热化学回热型水蒸气分级气化方法在提高煤炭利用效率方面具有显着优势,其冷煤气效率与(?)效率分别可达到91.1%和85.5%。(?)平衡分析结果显示,相比于水煤浆气化方法,热化学回热蒸汽气化方法避免了空分能耗,使得制氧单元的(?)损降低了3.5个百分点;热化学回热能够有效降低了气化过程不可逆性,气化单元(?)损降低约4个百分点。由EUD图分析可知,热化学回热蒸汽气化方法中气化过程的品位差降低以及反应吸热量的减少是其(?)损降低的主要原因。在煤炭蒸汽分级气化实验层面,搭建了煤炭炼焦过程与焦炭-H20气化过程实验平台,具体阐述了煤炭炼焦的机理与模型,并基于立式管式炼焦实验平台,制取褐煤、长焰煤、气煤和瘦煤的炼焦产品,并分析炼焦过程的热力学特性(炼焦产品成分、焦炭成焦率等);阐述了焦炭气化过程的反应机理与模型,并通过固定床反应器实验平台进行实验,验证了关键反应过程特征。综合炼焦结果与焦炭-蒸汽气化实验,焦炭蒸汽气化单元焦炭的碳转化率约为98.6%,根据实验结果所得新气化方法冷煤气效率达到86.5%。所得热化学回热型气化方式的冷煤气效率的结果在一定程度上低于模拟结果,但其相比传统气化仍具有一定提升。在系统集成创新层面,围绕热化学回热型分级气化方法开展动力化工等能源系统的集成研究,建立了基于新气化方法的整体煤气化联合循环发电系统,结果显示新型发电系统制取的合成气H2/CO高达为1.2,冷煤气效率较传统IGCC系统提升了 8.2个百分点,整体发电效率提升了4.1个百分点;将新型发电系统与碳捕集系统进行集成,当CO2捕集率约为50%时,新型发电系统效率降至42.4%,与无碳捕集的传统IGCC系统发电效率相当;进一步的,利用热化学回热煤炭水蒸气分级气化冷煤气效率高、合成气碳氢较大的特点,将其应用于直接甲烷化技术,并对此种新型煤制天然气化工系统进行分析研究。结果表明,相比于传统煤制天然气系统,新型煤制天然气系统中SNG产品能耗由84 GJ/t降低到60.5 GJ/t,SNG能量转化效率由61.3%提升至71.7%,全厂热效率将从64.1%提高到73.1%。此外,新系统的CO2分离单位能耗由15.3 kJ/mol下降到11.7 kJ/mol,在实现煤炭高效利用的同时完成了CO2的低能耗捕集。
向夏楠[4](2019)在《生物质与煤复合串行气化过程的机理研究》文中研究指明本文提出了一种新的生物质气化方法:生物质与煤复合串行气化,旨在高效、经济的利用生物质能源。该气化方法采用流化床作为气化炉,间歇运行即分为燃烧加热阶段和通水蒸汽气化阶段,两个阶段组成一个完整的循环制气过程。该气化方法能解决目前常用的生物质流化床气化工艺中的出现许多问题,比如运行的稳定性问题,焦油问题,产气品质问题等,为利用生物质能提供了一个新的途径。在本文中,针对生物质与煤复合串行气化过程,建立了热力学平衡模型和基于反应动力学、流体动力学、传质理论并结合实测数据的综合数学模型,通过模拟结果与试验结果比较,验证了模型的准确性。本文提出了煤气化区与生物气化区的双区温度关联式,并建立了生物质与煤复合串行气化过程的热力学平衡模型,将双区温度关联式应用到热力学平衡模型中可显着提高模型模拟精确度。该模型研究了气化温度、生物质与煤之比和水蒸汽与焦炭之比等气化操作参数对气化产物的组成及产量的影响,并从能量利用率和碳转化率最大化等角度初步探讨气化操作参数的最优化条件。热力学平衡模型由于其对模拟结果预测精度较高且消耗较少计算资源,所以适用于工程应用领域。本文还建立了生物质与煤复合串行气化过程的综合数学模型,在该模型中考虑了炉内气固物质的流动特性,将气化炉分为燃烧子模型和气化子模型,这两个子模型分别被划分成密相区和稀相区进行模拟,其中气化子模型中密相区又分为煤气化子模型和生物质气化子模型。密相区采用三相鼓泡床理论,把密相区分为气泡相、气泡云相和乳化相,分别考虑了气体固体在各相之间的质量交换。稀相区采用Wen-Chen的扬析夹带模型结合环-核模型进行模拟,同样也考虑了气固流动。热解模型采用得到广泛应用的Merrick模型进行计算。气化炉内的温度采用本文提出的多区温度模型进行计算,该模型中包括了多个基于实测参数的不同反应区间的温度关联式。燃烧反应模型和气化反应模型是利用各均相反应和非均相反应的化学反应动力方程而建立的,其中最关键的焦炭气化过程采用JM模型。最后综合上述模型建立质量平衡子模型、能量平衡子模型完成整个数学模型的建立。通过求解该模型可以得到在任意气化炉运行参数下气化炉内的状态数据,包括在不同气化时间和不同气化炉高度处的各物质组分。气化炉主要调节的参数为气化温度、S/B和B/C,该模型可以分析这几种参数对气化炉内部流化状态、气化反应产生的影响,不但能对气化炉的运行提供参考,还能对气化炉的设计及优化起到指导作用。相对于热力学平衡模型,综合数学模型需要消耗较多计算资源,所以更适合应用于科研、气化工艺设计领域。通过本文的研究,在本工艺中随着气化温度的升高所产富氢燃气中H2浓度增加,CO浓度增加,CO2浓度降低,CH4浓度略有下降。随着S/B的增加,H2浓度变化不大,CO浓度降低,CO2和CH4浓度增加,而所产富氢燃气中的蒸汽量随着S/B的增加而增加。S/B和气化温度的选择应根据所产生气体的使用途径来确定,不同的用途对气体的需求不同,可能是更高的气体热值或是更高的H2浓度,依此来调整气化炉的运行参数。B/C值的增加,一方面能使所产气体的H2浓度增加,另一方面也能提高了生物质处理能力,所以在运行中应尽可能提高B/C值。
田津[5](2018)在《非高炉炼铁新工艺的探索》文中认为钢铁行业作为全球所有工业化国家的基础工业之一,是衡量国家综合竞争力的重要标志。炼铁工艺作为钢铁冶金的上游工艺,目前占主导地位的生产工艺是高炉炼铁,但其存在热量消耗巨大、焦炭依赖度高、环境污染严重等问题,而非高炉炼铁工艺虽然在一定程度上实现了非焦冶炼,但生产规模小、能源利用率低、经济效益差始终是制约其发展的桎梏。因此,本文旨在现有研究的基础上,开发出一种新型非高炉炼铁工艺,达到适用于大规模工业生产,摆脱烧结和炼焦工序,能源利用率高且合理,环境友好,经济效益高的目标。本文在对非高炉炼铁工艺发展历程和技术瓶颈理论分析的基础上,发掘出COREX和FINEX工艺在众多炼铁工艺中脱颖而出所具备的优势和潜力,进而提炼出本文拟解决的技术问题,包括由炉料粘结导致的还原气温度匹配问题、原燃料适应性问题、两段间连接问题以及炉顶煤气循环利用问题,并有针对性的提出改进措施。在对铁氧化物还原熔融过程研究的基础上,建立了熔融气化炉内部化学反应和温度变化图谱,包含熔融过程中发生的主要反应及其吸放热变化、温度分布等。将目前主流的炉料粘结机理归纳为铁晶须、高活性铁单质和低熔点共熔物粘结机理,在分析粘结物成分、形貌和布料条件的基础上,分别确定了竖炉和流化床产生粘结的原因。对粘结机理与还原温度的相关性进行研究,得出通过提高还原气中H2浓度来抑制粘结是不科学的,并从原理上解释了块矿比球团矿更容易发生粘结的原因,是由球团矿形状、强度和内部熔剂分子的存在造成的。最终猜想在熔融还原炼铁工艺中存在一个理想的极限状态,在较高温度及适宜还原气成分条件下,炉料在竖炉或流化床内顺畅的完成全部还原过程,得到金属化率为100%的直接还原铁,直接还原铁在熔融气化炉内只完成熔融过程,无须终还原。针对熔融还原炼铁工艺现存的技术瓶颈,通过计算对比出各工艺方案的优缺点,得出最佳方案。在此基础上,提出了本文开发的新型非高炉炼铁工艺,对其中的关键技术,包括热压含碳球团工艺和煤气改质调温工艺进行深入探讨。新型炼铁工艺在理论上很好的解决了熔融还原炼铁工艺现存的技术瓶颈,但若要实现工业应用,还需对各关键技术进行深入研究和论证。
刘阳[6](2018)在《煤制天然气过程全厂能量系统分析与集成研究》文中研究表明天然气是一种重要的清洁能源和化工原料,发展煤制天然气产业对缓解我国天然气供需矛盾具有重要作用。经过多年的发展和工程示范,煤制天然气项目已经成为我国天然气供应的一条重要来源。煤制天然气过程工艺流程长,全厂能量系统复杂,现有煤制天然气项目能量回收系统设计相对独立,从全局视角来看,尚未做到能量的“梯级利用”。煤制天然气过程能量系统配置仍存在不合理之处,全厂能量利用效率仍有提高空间。研究和解决能量系统瓶颈问题,将对我国煤制天然气项目进一步升级示范和行业的可持续发展起到积极的作用。本研究建立了煤制天然气过程各子系统基础模型,包括工艺系统与公用工程系统,并利用工业数据对模型参数进行校核。在模型准确可靠的基础上,对煤制天然气全流程进行模拟计算,得到全流程物料平衡和能量平衡数据。以此为基础,对典型煤制天然气过程技术经济性能进行了分析,弄清了现有工艺过程物质和能量利用的瓶颈问题。结果表明煤制天然气过程公用工程系统能源消耗和碳排放高:每生产一立方米合成天然气能源消耗为2.27kg标煤,其中公用工程系统燃料煤消耗占28.8%,平均单位产品碳排放为4.94kg,其中公用工程系统碳排放占42.4%。因此,通过能量系统集成优化,是实现煤制天然气项目的提质增效和过程的节能减排重要途径。全局夹点法是用于大型工业过程全局能量集成的一种图形化方法。该方法应用于石油化工等领域能量集成已取得了较好的效果。然而全局夹点法仅考虑了蒸汽的潜热,而忽视了锅炉给水预热和蒸汽过热的热量。这使得全局夹点法在应用于高温煤化工过程能量集成时,计算得到的全局回收的热量比理论上可以实现最大的热回收值存在明显高估,同时得到的公用工程结构无法满足工艺需求。我们提出了一种用于解决高温过程全局能量系统集成的考虑显热的全局夹点法,可应用于煤化工过程的能量集成。利用本文所提出的方法可以得到满足工艺过程需求的公用工程系统。因此,对于具有高温煤化工过程全局能量系统集成,本文所提出的考虑显热的全局夹点法在理论模型和工程实践两方面都具有价值。本研究旨在针对煤制天然气工业过程能量系统存在的瓶颈问题,提出相应的节能改造方案以实现全厂能量利用效率的提高。首先根据单元过程模拟数据,利用夹点技术对各单元过程的能量系统展开详细的用能分析,确定各单元能量系统特点。在此基础上利用本文所提出的考虑显热的全局夹点法,对现有煤制天然气全厂能量系统进行分析,确定全厂用能瓶颈以及实现能量系统改造的方向。提出从装置间热联合、低温热回收利用和蒸汽动力系统优化三个方面进行节能改造:通过将水煤气变换单元和甲烷化单元进行装置间热联合,可以实现过程?效率提高15.8%;构建了全厂低温有机朗肯循环发电系统,实现产电4.32MW;结合蒸汽产、用的变化对蒸汽动力系统进行相应改造,燃料煤节约14.3%。通过全厂能量系统集成,可以实现年收益1944万元,投资回收期为2.3年。
刘毅飞[7](2017)在《现代煤化工烯烃路线竞争力分析》文中研究表明现代煤化工是指以煤为主要原料,生产多种清洁燃料和基础化工原料的煤炭加工转化产业,具体包括煤制油、煤制天然气、煤制烯烃和煤制乙二醇等。发展现代煤化工不仅是国家能源战略技术储备和产能储备的需要,而且是推进煤炭清洁高效利用和保障国家能源安全的重要举措。煤制烯烃在现今技术条件下即煤经甲醇制烯烃,指的是先以煤炭为原料合成甲醇,然后再用甲醇制取乙烯、丙烯等烯烃的技术;整个工艺流程主要包括煤的气化、合成气制甲醇与甲醇制取低碳烯烃三大部分。作为现代煤化工的重要路线之一,煤制烯烃在过去的6年中经历了迅猛的发展,产能从2010年的60万t/年飙升至1083万t/年(包含甲醇制烯烃,下同),其中乙烯产能406万t/年,丙烯产能677万t/年,分别占到全国总产能的17%和24.3%,煤基烯烃已成为我国烯烃工业的重要组成部分。通过煤制烯烃项目的实地调研,结合企业财务报告,计算得出在煤炭价格为290元/t时,煤基烯烃产品单位成本为5276元,与原油价格47美元/桶时石油制烯烃的成本相当,煤炭(标煤)价格每上升100元,煤制烯烃成本上升540元/t。根据金碚的因果关系模型和波特钻石模型对煤制烯烃路线的竞争力进行了分析,从竞争结果来看,煤制烯烃路线的竞争力强于其他现代煤化工路线,但弱于石油制烯烃;煤制烯烃路线的主要竞争优势集中在于国内丰富的煤炭资源、有竞争力且稳定可控的成本和先进稳定的技术三方面;其竞争劣势为较大的投资强度、水资源的短缺和较高的碳排放。此外还面临着产品同质化竞争严重,未来产能继续快速扩张而导致产能过剩等危险。因此,我国煤制烯烃产业未来的发展应侧重于现有项目的升级示范,包括新一代技术的开发与现有技术的优化,提高资源利用效率和环境保护力度,特别是要降低煤基烯烃的水耗和碳排放;同时烯烃产品要向高端化、差异化发展,避免低端、通用产品的同质竞争。
包欣欣[8](2017)在《城市生活垃圾热解制气的实验研究》文中提出城市生活垃圾的处理问题成为当今社会的难题之一。目前常用的垃圾处理方式中,直接填埋减量化水平低,占用大量土地资源,焚烧垃圾虽然减量化效果好,但其二恶英等二次污染问题严重。垃圾热解技术无害化、资源化水平高,成为垃圾处理的重要发展方向。垃圾热解后产生油、气、炭三种产物,其中热解气是最清洁的再生利用能源。本论文通过对垃圾热解的实验研究,寻求最佳的生活垃圾热解制气的实验方案。本论文研究主要通过不同的加热方式和不同催化剂添加方法对生活垃圾进行热解实验。不同的加热方式分别为管式加热和辐射加热,通过采用实验室两种不同种类的热解炉来实现,比较两者对垃圾热解制气的影响;催化剂的添加方法主要是考察催化剂不同的添加位置和不同的种类对垃圾热解制气的影响。本论文实验采用自配垃圾作为反应原料,主要通过分析热解产物的产率和热解气的组分变化来比较对垃圾热解制气效果的影响。实验结果表明,结合经济可行性分析,生活垃圾采用辐射热解炉进行热解,并添加白云石于热解炉尾端的多段式催化裂解炉中,白云石的添加比例为垃圾原料的10%,这种实验方案制气效果最佳,此时热解气产率达到35.4%,热解气中H2含量达到29.8%,CH4含量达到14.1%,热解气的品质较高。
周凤佳[9](2016)在《S公司煤化工业务发展战略研究》文中研究指明S公司是全球知名的能源化工公司,在中国的重要业务之一是煤化工业务。S公司在中国市场开展煤化工业务已逾15年,经历了辉煌与低谷,与中国煤化工市场共同发展和进步。中国煤化工产业在“十一五”和“十二五”期间发展迅速,已经建成并投产大量的煤化工项目,可生产甲醇、合成氨、烯烃、天然气、油品等多种产品。随着环保要求日趋严格,煤化工产业也将由粗放型、单一型向高能效、环保型、深加工的方向转型。在这个转型过程中,S公司同时面对着日趋激烈的竞争,因此必须制定相应的发展战略,适应国家政策和市场需求,实现更高效环保地利用煤炭资源,继续开拓和占领新型煤化工市场。本文正是在上述背景下,以战略管理理论为指导,结合现代煤化工产业的现状,运用PEST模型和波特五力模型对煤化工业务的外部环境和竞争形势进行了研究,剖析了S公司煤化工业务发展中遇到的问题。并运用了SWOT分析对S公司煤化工业务的优势、劣势,详细阐述了公司煤化工业务的能力和潜力,随后结合当前政策和市场需求分析了S公司面临的机会、威胁,列出了SWOT矩阵。在此基础上笔者提出了S公司煤化工业务发展的金字塔战略模型,分别从技术领先战略、本地化战略、和合作战略三方面,全方位的提出本文的战略构想,即紧密结合环保政策,采用技术领先战略,发展并突出技术的核心竞争力;落实本地化战略,开展中国制造和中国“智”造;继续寻找煤化工业务发展的战略合作伙伴;并结合了S公司的实际情况和客观环境探讨了战略实施的措施。通过全文的分析,可以看到S公司在中国煤化工行业的领先地位受到重重挑战,需要合理利用自身的优势,扬长避短,结合煤化工行业新的发展契机,制定和落实合适的发展战略,S公司在煤化工业务发展上仍然大有可为。
管晓东[10](2016)在《霍城煤制气项目气化技术的研究》文中研究指明本文共分三部分。第一部分以霍城煤制气项目配套煤矿的煤为对象,对原料煤进行了全面的煤质分析,在对大量煤质数据分析基础上,整理提出了霍城地区代表性平均煤质数据。基于这些代表性煤质数据和当今世界多种主流煤气化技术,从煤质适应性、气化技术先进性和项目投资成本等多方面出发,系统对比研究了这些煤气化技术各自在霍城煤制气项目上的优势和不足之处,综合考虑装置规模匹配性和环保等因素,并引入对比项权重因子,对煤气化技术选择6项指标进行综合评定,依据最终分数建议采用德国GSP粉煤加压气化技术。第二部分用3D模型形式研究了GSP粉煤加压气化工艺,整理得出了GSP整体工艺流程图。第三部分以所得出的GSP流程图为基础,利用ASPENPLUS流程模拟软件建模,对组合烧嘴和气化炉进行了物料衡算,基于这些工艺数据,对GSP粉煤加压气化工艺核心设备进行了选型并初步确定了其关键参数。本研究为新疆伊犁霍城地区煤化工项目气化工艺的选择和实施提供了基础参考。
二、转化炉采用多种原料制气工艺(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、转化炉采用多种原料制气工艺(论文提纲范文)
(1)外热式气基直接还原炼铁工艺的基础与应用研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
2 文献综述 |
2.1 国内外气基直接还原炼铁工艺的发展 |
2.1.1 竖炉工艺基本特点 |
2.1.2 Midrex工艺流程 |
2.1.3 HYL-Ⅲ/Energiron工艺 |
2.1.4 CSDRI工艺 |
2.1.5 煤制气-气基竖炉直接还原工艺 |
2.1.6 使用焦炉煤气生产还原铁工艺 |
2.1.7 外热式竖炉工艺 |
2.1.8 氢冶金研究进展 |
2.2 气体还原铁氧化物的研究现状 |
2.3 课题研究的目的和意义 |
3 研究内容和研究方法 |
3.1 外热式气基直接还原炼铁工艺的设想 |
3.2 多元多相平衡的研究 |
3.2.1 多元气体还原铁氧化的反应特点 |
3.2.2 热力学平衡的研究方法 |
3.2.3 最小自由能法 |
3.3 多元多相气基直接还原炼铁的热力学平衡模型 |
3.3.1 气基直接还原铁氧化物的最小自由能模型 |
3.3.2 吉布斯自由能函数的推导 |
3.3.3 初始反应条件的设置 |
3.3.4 多元多相平衡状态的解析 |
3.4 金属铁完全还原时平衡态组成和反应热焓的计算方法 |
3.5 还原过程能量消耗模型 |
3.6 小结 |
4 CO+H_2还原气对Fe_2O_3还原的热力学研究 |
4.1 还原气量对平衡状态的影响 |
4.1.1 还原气量对平衡态产物的影响 |
4.1.2 还原气量对气体利用率的影响 |
4.1.3 还原气量对气体平衡态浓度的影响 |
4.1.4 还原气量对气体平衡浓度的影响 |
4.1.5 还原气量对还原参与度的影响 |
4.1.6 还原气量对体系反应热焓的影响 |
4.1.7 体系设定对平衡态产物的影响 |
4.1.8 体系设定对平衡状态的影响 |
4.2 还原温度对平衡产物的影响 |
4.2.1 体系设定中不含Fe_3C+C+CH_4对平衡状态的影响 |
4.2.2 体系设定中包含Fe_3C+C+CH_4对平衡状态的影响 |
4.3 对平衡状态影响因素的分析 |
4.3.1 温度和压强对还原参与度的影响 |
4.3.2 温度和压强对平衡浓度的影响 |
4.3.3 温度和压强对平衡态浓度的影响 |
4.3.4 温度和压强对气体利用率的影响 |
4.4 气基还原过程能源消耗影响因素的分析 |
4.4.1 还原温度对能源消耗的影响 |
4.4.2 体系压强对能源消耗的影响 |
4.4.3 初始浓度对能源消耗的影响 |
4.4.4 还原温度900℃时的气基直接还原炼铁的能耗分析 |
4.4.5 热回收率的影响因素分析 |
4.5 小结 |
5 含CH_4还原气对Fe_2O_3还原的热力学研究 |
5.1 还原气量对平衡状态的影响 |
5.1.1 还原气量对平衡态下产物的影响 |
5.1.2 还原气量对气体利用率的影响 |
5.1.3 还原气量对气体平衡态浓度的影响 |
5.1.4 还原气量对气体平衡浓度的影响 |
5.1.5 还原气量对还原参与度的影响 |
5.1.6 还原气量对体系反应热焓的影响 |
5.1.7 还原气量对CH_4转化率的影响 |
5.1.8 还原气量对产气比的影响 |
5.2 平衡态的影响因素分析 |
5.2.1 温度对平衡态的影响 |
5.2.2 压强对平衡态的影响 |
5.2.3 CO初始浓度对平衡态的影响 |
5.2.4 CH_4初始浓度对平衡态的影响 |
5.3 CH_4初始浓度对能源消耗的影响 |
5.3.1 CH_4初始浓度对还原气需求量的影响 |
5.3.2 CH_4初始浓度对体系反应热焓的影响 |
5.3.3 CH_4初始浓度对还原气升温显热的影响 |
5.3.4 CH_4初始浓度对体系热效应的影响 |
5.4 焦炉煤气还原Fe_2O_3的研究 |
5.4.1 焦炉煤气量对还原Fe_2O_3的影响 |
5.4.2 压强对焦炉煤气还原Fe_2O_3的影响 |
5.4.3 温度对焦炉煤气还原Fe_2O_3的影响 |
5.5 CO+H_2+CH_4还原Fe_2O_3的能源消耗研究 |
5.6 小结 |
6 多元多相气基直接还原平衡的实验验证 |
6.1 还原-熔分实验 |
6.1.1 实验原料 |
6.1.2 实验方法 |
6.1.3 实验结果与讨论 |
6.2 气基直接还原过程析碳现象实验 |
6.2.1 实验方法与过程 |
6.2.2 实验结果与讨论 |
6.3 小结 |
7 外热式气基直接还原炼铁工艺的应用研究 |
7.1 外热式还原竖炉的构成 |
7.2 外加热下气基还原体系的物料平衡的研究 |
7.2.1 碳酸钙球团在还原过程的分解研究 |
7.2.2 原料铁品位对还原铁的铁含量的影响 |
7.2.3 气体利用率对还原气量的影响 |
7.2.4 气体利用率对炉顶气成分的影响 |
7.3 外热式气基还原体系的热平衡的研究 |
7.3.1 炉顶段热平衡研究 |
7.3.2 还原段热平衡研究 |
7.3.3 炉下段热平衡研究 |
7.3.4 炉底段热平衡研究 |
7.3.5 还原体系所需的能量补充和燃气需求量的分析 |
7.4 外热式气基还原体系中还原气体压强变化的研究 |
7.4.1 外热式还原竖炉的温度分布和气体分布 |
7.4.2 气体压降模型的基本原理 |
7.4.3 气体压降模型的应用 |
7.4.4 气基还原炉体系内部压降分析 |
7.4.5 气体利用率对炉内压降的影响 |
7.5 外热式气基还原体系中各系统间传热的研究 |
7.5.1 火道燃烧室的供热研究 |
7.5.2 外加热火道燃烧室与炉壳间散热损失的研究 |
7.5.3 火道蓄热室的换热损失研究 |
7.5.4 火道导热壁的传热研究 |
7.5.5 气体与球团的换热研究 |
7.6 讨论 |
7.6.1 球团尺寸对气体压降的影响 |
7.6.2 还原气浓度组成对外热式竖炉工艺参数的影响 |
7.6.3 Fe产量对外热式竖炉工艺参数的影响 |
7.7 小结 |
8 结论和展望及创新点 |
8.1 结论 |
8.2 展望 |
8.3 创新点 |
参考文献 |
附录A 以Lingo求解最小自由能问题的程序和结果 |
作者简历及在学研究成果 |
学位论文数据集 |
(2)煤制气废水深度处理超滤膜前预处理及污染控制机制研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
1 引言 |
1.1 课题背景 |
1.1.1 煤制气废水回用 |
1.1.2 煤制气废水水质特点 |
1.2 煤制气废水难降解有机污染物对煤制气废水回用的影响 |
1.2.1 难降解有机污染物的物化特性 |
1.2.2 难降解有机污染物对废水回用的影响 |
1.3 超滤膜在工业废水回用中的膜污染 |
1.3.1 超滤膜污染机制及分析方法 |
1.3.2 有机污染物造成的超滤膜污染特点 |
1.4 超滤膜预处理工艺去除难降解有机污染物研究现状 |
1.4.1 混凝工艺 |
1.4.2 Fenton工艺 |
1.4.3 吸附工艺 |
1.4.4 纳米MnTiO_3 光催化 |
1.5 课题来源和研究内容 |
1.5.1 课题来源 |
1.5.2 研究意义及研究内容 |
1.5.3 创新点 |
1.5.4 技术路线 |
2 试验材料和方法 |
2.1 实验材料 |
2.1.1 平板膜 |
2.1.2 中空纤维膜组件 |
2.1.3 试验水样 |
2.2 试验装置 |
2.2.1 超滤杯过滤系统 |
2.2.2 超滤膜动态小试系统 |
2.3 超滤膜污染控制方法 |
2.3.1 聚硅酸硫酸铝铁的配制方法及混凝过程 |
2.3.2 PSAFS混凝-H_2O_2类芬顿工艺 |
2.3.3 半焦-PSAFS联合工艺 |
2.3.4 负载纳米MnTiO_3半焦水凝胶-H_2O_2吸附、光催化耦合工艺 |
2.4 分析方法 |
2.4.1 煤制气生化出水难降解有机物及膜污染物分析方法 |
2.4.2 PSAFS混凝-H_2O_2类芬顿工艺催化剂的测定 |
2.4.3 吸附剂的理化属性及吸附性能分析方法 |
2.4.4 半焦-PSAFS组合工艺絮体形态分析方法 |
2.4.5 负载纳米MnTiO_3半焦水凝胶-H_2O_2吸附光催化自由基测定 |
2.4.6 超滤膜污染分析方法 |
2.4.7 常规水质指标检测方法 |
3 煤制气生化出水典型性有机物对超滤膜污染特征分析 |
3.1 煤制气生化出水中难降解有机物组分分析 |
3.1.1 难降解有机物的定性分析 |
3.1.2 难降解有机物的半定量分析 |
3.1.3 典型亲水性/疏水性有机物识别 |
3.2 煤制气生化出水对超滤膜污染机制研究 |
3.2.1 不同进水压力下对超滤膜通量的影响 |
3.2.2 超滤膜处理煤制气生化出水膜污染特征分析 |
3.2.3 超滤膜截留污染物组分分析 |
3.3 不同粒度典型有机物对超滤膜污染的影响 |
3.3.1 不同粒度典型有机物对超滤膜比通量的影响 |
3.3.2 不同粒度典型有机物对超滤膜阻力分布的影响 |
3.3.3 不同粒度有机物膜内迁移规律分析 |
3.3.4 不同粒度有机物组成分析 |
3.4 本章小结 |
4 PSAFS混凝-H_2O_2类芬顿工艺处理煤制气生化出水典型有机物机制研究 |
4.1 Fenton工艺处理煤制气生化出水效果分析 |
4.1.1 初始p H对污染物去除效果的影响 |
4.1.2 H_2O_2投量对污染物去除效果的影响 |
4.1.3 Fe~(2+)投量对污染物去除效果的影响 |
4.2 PSAFS混凝-H_2O_2类芬顿工艺影响因素研究 |
4.2.1 PSAFS混凝阶段对煤制气生化出水污染物的去除效果 |
4.2.2 PSAFS混凝沉淀出水中铁形态分布 |
4.2.3 PSAFS混凝-H_2O_2类芬顿工艺去除煤制气生化出水有机污染物效果分析 |
4.3 PSAFS混凝-H_2O_2类芬顿工艺去除典型亲/疏水性有机物机理分析 |
4.3.1 典型有机物降解动力学分析 |
4.3.2 铁高聚物催化剂类芬顿工艺去除典型有机物的机制分析 |
4.4 本章小结 |
5 半焦-PSAFS工艺去除煤制气生化出水典型有机物效能研究 |
5.1 半焦的理化特性分析 |
5.1.1 半焦的化学组成 |
5.1.2 半焦表面形貌分析 |
5.1.3 半焦的孔隙结构分析 |
5.1.4 半焦的粒度分布 |
5.1.5 半焦的傅里叶红外光谱分析 |
5.1.6 半焦的Zeta电位 |
5.2 半焦-PSAFS处理煤制气生化出水影响因素研究 |
5.2.1 半焦投量对污染物去除的影响 |
5.2.2 PSAFS投量对出水浊度去除的影响 |
5.2.3 半焦-PSAFS 工艺对污染物去除的影响 |
5.2.4 pH对污染物去除的影响 |
5.2.5 反应时间对污染物去除的影响 |
5.3 半焦-PSAFS工艺对煤制气生化出水典型有机物的去除机制 |
5.3.1 半焦-PSAFS工艺对典型有机物的平衡吸附量q_e |
5.3.2 半焦-PSAFS工艺对典型有机物吸附特征分析 |
5.3.3 半焦-PSAFS工艺对典型有机物吸附力分析 |
5.3.4 半焦-PSAFS工艺对典型有机物的吸附动力学 |
5.3.5 半焦-PSAFS工艺处理典型有机物的Zeta电位分析 |
5.3.6 半焦-PSAFS工艺处理典型有机物的絮体形态分析 |
5.4 本章小结 |
6 光助负载纳米MnTiO_3半焦水凝胶-H_2O_2处理煤制气生化出水典型有机物效能研究 |
6.1 水凝胶的理化性质 |
6.1.1 水凝胶形貌及孔隙结构分析 |
6.1.2 水凝胶的表面官能团分析 |
6.2 光助负载纳米MnTiO_3半焦水凝胶-H_2O_2处理煤制气生化出水影响因素研究 |
6.2.1 水凝胶投量的影响 |
6.2.2 H_2O_2 投加量的影响 |
6.2.3 初始pH的影响 |
6.2.4 反应温度的影响 |
6.2.5 各影响因素对煤制气生化出水污染物去除的贡献 |
6.3 光助负载纳米MnTiO_3半焦水凝胶-H_2O_2工艺去除典型有机物机制分析 |
6.3.1 典型有机物反应动力学规律 |
6.3.2 水凝胶和H_2O_2对去除有机物的作用 |
6.3.3 典型亲/疏水性有机物去除机制对比 |
6.3.4 反应前后纳米MnTiO_3半焦水凝胶表面化学元素XPS分析 |
6.4 本章小结 |
7 预处理工艺对超滤膜污染的控制研究 |
7.1 预处理工艺对超滤膜污染的控制研究 |
7.1.1 预处理工艺对超滤膜比通量的影响 |
7.1.2 预处理工艺对超滤膜污染阻力的影响 |
7.1.3 预处理工艺对膜污染指数的影响 |
7.1.4 不同预处理工艺出水的超滤膜滤饼形态 |
7.2 预处理工艺对混合配水污染物的去除效果 |
7.2.1 预处理工艺对混合配水污染物的去除效果 |
7.2.2 预处理工艺对有机物和颗粒物去除对超滤膜污染的影响 |
7.3 本章小结 |
8 结论 |
参考文献 |
附录 A |
作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
学位论文数据集 |
(3)燃料源头捕集CO2的煤气化机理及方法(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及意义 |
1.2 国内外研究动态 |
1.2.1 煤气化技术发展现状 |
1.2.2 基于煤气化的能源系统技术发展 |
1.2.3 目前煤气化技术面临的问题与原因 |
1.3 本文研究目的与内容 |
第2章 煤气化过程的化学能转化规律与不可逆损失机理 |
2.1 气化过程热力学平衡模型 |
2.2 气化过程冷煤气效率与(火用)效率 |
2.2.1 不同氧化剂配比对冷煤气效率的影响 |
2.2.2 不同氧化剂配比对气化烟效率的影响 |
2.2.3 气化过程中各类不可逆损失分布 |
2.3 氧化剂制备对气化效率的影响 |
2.3.1 不同氧化剂配比对气化效率的影响 |
2.3.2 反应温度对气化效率的影响 |
2.3.3 煤中氢氧元素含量对气化效率的影响 |
2.4 氧化剂制备对气化过程(火用)效率的影响 |
2.4.1 不同气化剂配比下的(火用)效率变化 |
2.4.2 合成气化学(火用)收益与不可逆损失减小之间的关系 |
2.5 本章小结 |
第3章 热化学回热型煤炭水蒸气分级气化方法 |
3.1 气化过程合成气物理能高效转化思路 |
3.2 热化学回热型煤炭水蒸气分级气化方法 |
3.2.1 热化学回热型煤炭水蒸气分级气化方法流程与特点 |
3.2.2 热力性能参数定义 |
3.3 热化学回热型煤炭水蒸气分级气化方法模拟与分析 |
3.3.1 热化学回热型煤炭水蒸气分级气化方法模型建立 |
3.3.2 热化学回热煤炭水蒸气分级气化方法性能分析 |
3.3.3 热化学回热煤炭水蒸气分级气化方法节能机理 |
3.4 合成气显热物理能品位提升分析 |
3.4.1 气化室分析 |
3.4.2 热化学回热气化方法分析 |
3.4.3 热化学回热气化方法的冷煤气效率变化与(火用)损分布 |
3.5 本章小结 |
第4章 煤炭水蒸气分级气化实验研究 |
4.1 煤炭炼焦实验 |
4.1.1 炼焦机理与模型 |
4.1.2 炼焦实验平台与步骤 |
4.2 焦炭-蒸汽气化实验 |
4.2.1 气化机理与模型 |
4.2.2 煤炭-蒸汽气化固定床实验平台与步骤 |
4.3 实验结果分析 |
4.3.1 炼焦实验结果分析讨论 |
4.3.2 水蒸气-焦炭固定床气化实验结果分析讨论 |
4.4 本章小结 |
第5章 基于热化学回热型分级气化方法的高效低碳能源系统集成 |
5.1 整体煤气化联合循环发电系统集成 |
5.1.1 新发电系统与参比系统流程描述 |
5.1.2 IGCC系统热力性能分析及节能机理 |
5.2 回收CO_2的热化学回热型分级气化联合循环发电系统集成 |
5.2.1 新型集成碳捕集联合循环发电系统流程描述 |
5.2.2 集成碳捕集的联合循环发电系统性能分析 |
5.3 基于热化学回热型分级气化的煤基天然气系统集成 |
5.3.1 新型煤制天然气系统集成思路及流程描述 |
5.3.2 直接甲烷化过程的热力学分析 |
5.3.3 新系统热力性能分析及节能机理 |
5.3.4 新系统二氧化碳富集过程 |
5.4 本章小结 |
第6章 结论 |
6.1 论文主要研究成果 |
6.2 论文主要创新点 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
博士学位论文科研项目背景 |
(4)生物质与煤复合串行气化过程的机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
主要符号表 |
第1章 绪论 |
1.1 生物质能源的利用现状 |
1.2 生物质气化工艺介绍 |
1.2.1 固定床气化 |
1.2.2 流化床气化 |
1.3 生物质流化床气化模型的研究进展 |
1.3.1 国内外热力学平衡模型的研究进展 |
1.3.2 国内外动力学模型的研究进展 |
1.4 本课题的工作 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 创新点 |
1.4.3 本文结构 |
第2章 生物质与煤复合串行气化过程热力学平衡模型 |
2.1 生物质与煤复合串行气化方法简介 |
2.2 热力学平衡模型描述 |
2.2.1 煤的热解模型 |
2.2.2 煤的燃烧模型 |
2.2.3 焦炭气化模型 |
2.2.4 生物质气化模型 |
2.2.5 煤气化区与生物质气化区的双区温度关联式 |
2.2.6 能量平衡 |
2.2.7 气化效率 |
2.3 热力学平衡模型的模结构 |
第3章 生物质与煤复合串行气化过程热力学平衡模型分析 |
3.1 模型验证 |
3.2 反应温度对气化结果的影响 |
3.3 S/C对气化结果的影响 |
3.4 B/C对气化结果的影响 |
3.5 最佳操作条件 |
3.6 本章小结 |
第4章 生物质与煤复合串行气化过程综合数学模型 |
4.1 综合数学模型描述 |
4.2 流动子模型 |
4.2.1 密相区内的流动子模型 |
4.2.2 稀相区内的流动子模型 |
4.3 热解子模型 |
4.4 燃烧子模型 |
4.5 气化子模型 |
4.6 多区温度模型 |
4.6.1 密相区内的传热模型 |
4.6.2 稀相区内的传热模型 |
4.6.3 多区温度模型 |
4.7 质量平衡模型 |
4.7.1 密相区内气相质量平衡模型 |
4.7.2 密相区内固相质量平衡模型 |
4.7.3 稀相区内气相质量平衡模型 |
4.7.4 稀相区内固相质量平衡模型 |
4.8 能量平衡模型 |
4.9 综合数学模型结构 |
第5章 生物质与煤复合串行气化过程综合数学模型分析 |
5.1 模型验证 |
5.2 温度对气化结果的影响 |
5.3 S/B对气化结果的影响 |
5.4 B/C对气化结果的影响 |
5.5 最优参数 |
5.6 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 主要研究内容以及结论 |
6.2 创新点 |
6.3 工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录 A (攻读博士学位期间发表的学术论文) |
附录 B (攻读博士学位期间参加的项目) |
(5)非高炉炼铁新工艺的探索(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 钢铁工业的地位 |
1.2 炼铁工艺及其存在问题 |
1.2.1 非高炉炼铁工艺 |
1.2.2 炼铁工艺关键问题 |
1.3 非高炉炼铁工艺的发展历程 |
1.3.1 直接还原炼铁工艺的发展历程 |
1.3.2 直接还原炼铁工艺的对比 |
1.3.3 熔融还原炼铁工艺的发展历程 |
1.3.4 COREX和 FINEX法的优势 |
1.4 COREX和 FINEX法的技术瓶颈 |
1.4.1 COREX和 FINEX法已有的研究成果 |
1.4.2 COREX和 FINEX法目前存在的技术瓶颈 |
1.4.3 COREX和 FINEX法的改进措施 |
1.5 本课题主要研究内容及研究意义 |
1.5.1 主要内容 |
1.5.2 研究意义 |
第2章 熔融还原过程的研究 |
2.1 引言 |
2.2 熔融还原炼铁工艺还原过程的研究 |
2.2.1 还原反应机理研究 |
2.2.2 熔融还原炼铁工艺中的还原反应 |
2.2.3 还原反应与粘结机理研究 |
2.3 熔融还原炼铁工艺熔融过程的研究 |
2.3.1 熔融反应过程的研究 |
2.3.2 直接还原铁的终还原和熔融过程研究 |
2.4 本章小结 |
第3章 炼铁新工艺的构想和关键技术的探索 |
3.1 引言 |
3.2 新工艺拟解决的问题 |
3.3 拟解决问题的技术方案 |
3.3.1 粘结问题——还原气温度的匹配 |
3.3.2 原燃料适应性的问题 |
3.3.3 还原段与熔融段之间的连接问题 |
3.3.4 炉顶煤气的循环利用问题 |
3.4 非高炉炼铁新工艺的提出 |
3.5 非高炉炼铁新工艺中关键技术的探索 |
3.5.1 改质调温工艺技术的探索 |
3.5.2 热压含碳球团工艺技术的探索 |
3.6 本章小结 |
第4章 新工艺的技术评价和前景展望 |
4.1 引言 |
4.2 物料平衡计算 |
4.2.1 配料计算 |
4.2.2 物料平衡表 |
4.3 技术评价与前景展望 |
4.3.1 技术优势 |
4.3.2 前景展望 |
4.4 本章小结 |
第5章 结论与建议 |
5.1 结论 |
5.2 建议 |
参考文献 |
发表论文和参加科研情况说明 |
致谢 |
(6)煤制天然气过程全厂能量系统分析与集成研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
符号说明 |
第一章 绪论 |
1.1 煤制天然气产业发展现状 |
1.2 煤制天然气过程技术评述 |
1.2.1 煤气化技术 |
1.2.2 水煤气变换技术 |
1.2.3 酸性气体脱除技术 |
1.2.4 甲烷化技术 |
1.3 煤制天然气研究现状 |
1.4 全局能量集成 |
1.4.1 全局能量集成概念 |
1.4.2 全局能量集成研究现状 |
1.5 拟解决的关键问题 |
1.6 研究方案和内容 |
第二章 煤制天然气过程建模、模拟与技术经济分析 |
2.1 单元过程建模与模拟 |
2.1.1 煤气化单元 |
2.1.2 变换单元 |
2.1.3 酸性气体脱除单元 |
2.1.4 甲烷化单元 |
2.1.5 空分单元 |
2.1.6 公用工程系统 |
2.2 全流程模拟与关键参数分析 |
2.2.1 全流程模拟 |
2.2.2 关键参数分析 |
2.3 技术经济分析 |
2.3.1 技术性能分析 |
2.3.2 经济性能分析 |
2.3.3 环境性能分析 |
2.4 本章小结 |
第三章 考虑显热的全局夹点分析法 |
3.1 全局夹点分析法 |
3.2 考虑显热的全局夹点法 |
3.2.1 全局温焓曲线 |
3.3.2 全局组合曲线 |
3.3.3 全局公用工程总组合曲线 |
3.3 全局能量集成策略 |
3.4 案例分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 煤制天然气过程全厂能量系统集成 |
4.1 煤制天然气过程全厂系统 |
4.2 单元过程能量分析 |
4.2.1 煤气化单元 |
4.2.2 水煤气变换单元 |
4.2.3 酸性气体脱除单元 |
4.2.4 甲烷化单元 |
4.2.5 冷冻站 |
4.2.6 酚氨回收 |
4.3 全厂能量系统分析 |
4.4 全局能量系统集成 |
4.4.1 装置间热联合 |
4.4.2 低温余热回收系统 |
4.4.3 蒸汽动力系统改造 |
4.5 全厂能量集成效果分析 |
4.6 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
附件 |
(7)现代煤化工烯烃路线竞争力分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 引言 |
1.1 选题背景 |
1.2 研究目的与创新点 |
1.3 研究内容 |
1.4 项目依托 |
1.4.1 实际工作量 |
第2章 煤制烯烃技术 |
2.1 煤气化 |
2.2 甲醇合成 |
2.3 甲醇制烯烃 |
2.3.1 UOP/Hydro公司MTO技术 |
2.3.2 中国科学院大连化学物理研究所DMTO技术 |
2.3.3 中石化上海石化研究院S-MTO技术 |
2.3.4 Lurgi公司MTP技术 |
2.3.5 清华大学FMTP技术 |
第3章 我国烯烃产业分析 |
3.1 乙烯供应 |
3.1.1 石油路线 |
3.1.2 煤(甲醇)路线 |
3.2 乙烯消费 |
3.2.1 聚乙烯 |
3.2.2 乙二醇 |
3.3 丙烯供应 |
3.3.1 石油路线 |
3.3.2 煤(甲醇)路线 |
3.3.3 丙烷脱氢路线 |
3.3.4 混合烷烃脱氢路线 |
3.4 丙烯消费 |
3.4.1 聚丙烯 |
第4章 煤制烯烃成本分析 |
4.1 成本及构成分析 |
4.2 成本变化与预测 |
第5章 煤制烯烃竞争力分析 |
5.1 分析模型 |
5.1.1 因果关系模型 |
5.1.2 波特钻石模型 |
5.2 竞争力的实现 |
5.3 竞争实力 |
5.3.1 技术 |
5.3.2 成本 |
5.3.3 利润 |
5.4 竞争潜力 |
5.4.1 资源潜力 |
5.4.2 市场潜力 |
5.4.3 相关支持产业 |
5.4.4 政府 |
5.4.5 机会 |
5.5 SWOT分析 |
第6章 结论 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
(8)城市生活垃圾热解制气的实验研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 城市生活垃圾的来源特点及现状 |
1.1.1 城市生活垃圾的来源及特点 |
1.1.2 城市生活垃圾的现状及危害 |
1.2 城市生活垃圾的处理方法 |
1.2.1 卫生填埋 |
1.2.2 焚烧 |
1.2.3 堆肥 |
1.2.4 热解 |
1.3 城市生活垃圾热解技术及研究进展 |
1.3.1 热解技术概况及原理 |
1.3.2 热解影响因素 |
1.3.3 国内垃圾热解研究进展 |
1.3.4 国外垃圾热解研究进展 |
1.4 研究内容及意义 |
1.4.1 实验研究内容 |
1.4.2 实验研究意义 |
第2章 实验装置及物料 |
2.1 实验装置 |
2.2 实验物料来源及特性 |
2.3 实验分析仪器 |
2.4 实验流程 |
第3章 加热方式对垃圾热解制气的影响 |
3.1 实验方法 |
3.2 实验结果与分析 |
3.2.1 热解产物分布分析 |
3.2.2 热解炭产物特性分析 |
3.2.3 热解气产物特性分析 |
3.3 本章小结 |
第4章 催化剂对垃圾热解制气的影响 |
4.1 催化剂的选用及制备 |
4.1.1 催化剂的选用 |
4.1.2 催化剂的制备 |
4.2 催化剂不同添加位置对垃圾热解制气的影响 |
4.2.1 实验方法 |
4.2.2 实验结果与分析 |
4.3 催化剂不同种类对垃圾热解制气的影响 |
4.3.1 添加天然矿石类催化剂 |
4.3.2 添加碱金属化合物催化剂 |
4.3.3 添加过渡金属催化剂 |
4.4 本章小结 |
第5章 结论 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
(9)S公司煤化工业务发展战略研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 研究方法 |
1.2.1 战略管理理论 |
1.2.2 PEST分析法 |
1.2.3 五种竞争力分析 |
1.2.4 SWOT分析 |
1.3 研究框架 |
第2章 现代煤化工产业现状分析 |
2.1 中国煤化工产业的发展 |
2.2 现代煤化工产业的现状 |
2.3 现代煤化工产业面临的挑战 |
2.3.1 行业盈利水平下降 |
2.3.2 市场竞争激烈 |
2.3.3 煤化工项目环评要求高 |
2.3.4 市场规模增速放缓 |
第3章 S公司煤化工业务的内外部环境分析 |
3.1 S公司煤化工业务的现状和问题 |
3.1.1 S公司煤化工业务的发展 |
3.1.2 S公司煤化工业务发展的现状 |
3.1.3 S公司煤化工业务发展遇到的问题 |
3.2 外部宏观环境分析(PEST分析) |
3.2.1 政策环境分析 |
3.2.2 经济环境分析 |
3.2.3 社会环境分析 |
3.2.4 技术环境分析 |
3.3 煤化工市场竞争状况分析(五力模型) |
3.3.1 竞争对手分析 |
3.3.2 买方分析 |
3.3.3 供方分析 |
3.3.4 其他竞争对手分析 |
3.4 S公司煤化工业务的SWOT分析 |
3.4.1 内部优势 |
3.4.2 内部劣势 |
3.4.3 外部机会 |
3.4.4 外部威胁 |
3.4.5 SWOT矩阵 |
第4章 S公司煤化工业务发展战略的制定 |
4.1 S公司的总体战略 |
4.1.1 公司愿景 |
4.1.2 S公司总体战略 |
4.1.3 S公司煤化工业务发展的目标 |
4.2 S公司煤化工业务发展战略的制定 |
4.2.1 技术领先战略 |
4.2.2 本地化战略 |
4.2.3 合作战略 |
第5章 S公司煤化工业务发展战略的实施措施 |
5.1 技术优化和研发并进,落实全线技术领先的发展战略 |
5.1.1 适当增加研发投入,贯彻环保政策 |
5.1.2 逐步实现技术的标准化,实现全线的技术领先 |
5.1.3 深入研发,实现技术集成和优化 |
5.2 设备制造本地化,人才选用本地化 |
5.2.1 完全实现设备和原材料的国产化制造 |
5.2.2 发展和培养本土化人才,为煤化工业务提供人才保障 |
5.3 积极与本地的合作伙伴开展战略合作 |
5.3.1 与设计院、总包商合作 |
5.3.2 与国内的有影响力的石化及煤炭公司合作 |
5.3.3 利用技术实力参与行业标准的制定 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间发表的学术论文目录 |
(10)霍城煤制气项目气化技术的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
符号说明 |
第一章 文献综述 |
1.1 项目背景 |
1.1.1 天然气资源短缺 |
1.1.2 装置规模 |
1.1.3 装置组成 |
1.1.4 原料与产品 |
1.2 煤气化技术发展情况 |
1.2.1 煤气化技术的分类 |
1.2.2 主要煤气化技术的特点 |
1.3 煤制天然气项目气化装置建设情况 |
1.3.1 国外煤制气项目气化装置建设情况 |
1.3.2 我国煤制气项目气化装置建设情况 |
1.4 本文研究的内容和路线 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 研究路线 |
第二章 煤质分析 |
2.1 霍城代表性煤质数据 |
2.1.1 项目配套煤源 |
2.1.2 煤类判别 |
2.1.3 工业分析 |
2.1.4 元素分析 |
2.1.5 全硫 |
2.1.6 发热量 |
2.1.7 煤灰成分 |
2.1.8 煤灰熔融性 |
2.1.9 煤的热稳定性 |
2.1.10 煤的可磨及抗碎强度 |
2.1.11 煤的化学反应性 |
2.1.12 煤的成浆性 |
2.2 本章小结 |
第三章 煤气化技术的选择 |
3.1 煤气化技术的选择原则 |
3.2 可供本项目使用的煤气化技术 |
3.2.1 适合本项目的煤气化技术 |
3.2.2 初步确定适合本项目的煤气化技术 |
3.3 煤气化技术的选择 |
3.3.1 煤种的适应性分析 |
3.3.2 技术先进性、可靠性分析 |
3.3.3 流程匹配性分析 |
3.3.4 装置规模的匹配性分析 |
3.3.5 项目投资成本分析 |
3.3.6 环境友好性分析 |
3.3.7 综合分析结果 |
3.4 本章小结 |
第四章 GSP粉煤加压气化工艺 |
4.1 GSP气化工艺流程的研究方法 |
4.2 GSP气化工艺 |
4.2.1 粉煤输送系统 |
4.2.2 气化反应系统 |
4.2.3 粗煤气处理系统 |
4.2.4 排渣系统 |
4.2.5 闪蒸和黑水系统 |
4.3 本章小结 |
第五章 物料衡算和核心设备选型 |
5.1 GSP气化原理 |
5.2 气化指标 |
5.3 物料平衡计算模型 |
5.4 气化核心设备选型 |
5.4.1 组合烧嘴 |
5.4.2 气化炉 |
5.5 气化装置主要设备 |
5.6 本章小结 |
第六章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
导师和作者简介 |
北京化工大学专业学位硕士研究生学位论文答辩委员会决议书 |
四、转化炉采用多种原料制气工艺(论文参考文献)
- [1]外热式气基直接还原炼铁工艺的基础与应用研究[D]. 孙贯永. 北京科技大学, 2021(08)
- [2]煤制气废水深度处理超滤膜前预处理及污染控制机制研究[D]. 邹雪. 北京交通大学, 2021(02)
- [3]燃料源头捕集CO2的煤气化机理及方法[D]. 王丹丹. 中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所), 2019(08)
- [4]生物质与煤复合串行气化过程的机理研究[D]. 向夏楠. 湖南大学, 2019(07)
- [5]非高炉炼铁新工艺的探索[D]. 田津. 天津大学, 2018(06)
- [6]煤制天然气过程全厂能量系统分析与集成研究[D]. 刘阳. 华南理工大学, 2018
- [7]现代煤化工烯烃路线竞争力分析[D]. 刘毅飞. 中国地质大学(北京), 2017(02)
- [8]城市生活垃圾热解制气的实验研究[D]. 包欣欣. 中国石油大学(北京), 2017(02)
- [9]S公司煤化工业务发展战略研究[D]. 周凤佳. 上海交通大学, 2016(06)
- [10]霍城煤制气项目气化技术的研究[D]. 管晓东. 北京化工大学, 2016(03)