一、天然气或液体燃料现场制氢新工艺(论文文献综述)
刘诗剑[1](2021)在《能源转型背景下新能源制氢市场推广的关键问题研究》文中提出随着我国经济由高速增长模式向高质量发展模式的转变,建设清洁、低碳、安全高效的能源体系越发急迫。如何构建包括氢能在内的新型能源系统、支撑我国能源转型的实现,是当前及未来能源经济研究领域的热点问题。氢能有望在难以减排的领域实现深度脱碳,其市场潜力巨大。目前,在我国氢能供给体系中,占主流的是高碳排放的化石能源制氢方式。新能源制氢通过将新能源与电解水制氢技术相结合的形式,可以保障电解水制氢的电力来源是清洁能源,从而实现氢能产业在全生命周期中的清洁化和低碳化。新能源制氢能够连接新能源和氢能这两种能源,保障了氢气的制取过程是清洁低碳的,对于整个氢能产业的清洁化和低碳化起关键作用,从而有助于我国实现“30·60双碳”目标。因此,新能源制氢是我国能源结构向绿色、低碳转型的关键,并且在目前阶段解决新能源制氢市场推广过程中的关键问题对于我国能源转型具有重要意义。目前,新能源制氢处于示范应用阶段,并未大规模应用。而新能源制氢无法独立于目前的能源体系之外,必须与现有能源系统紧密结合在一起,共同助力于更高水平的绿色发展。新能源制氢可以应用于多个市场,为针对性地推广新能源制氢,本文选择其中的三个重点市场,即制氢产业的绿色化转型、综合能源系统中作为储能、电力市场中作为需求侧响应资源。在此基础上,本文提出新能源制氢在这三个重点市场中推广的关键问题,本文的第3、4、5章分别对应这三个重点市场中推广的关键问题。除此之外,新能源制氢的推广离不开政策的支持,本文的第6章对绿色氢能证书交易机制开展研究,有助于绿色氢能市场的建设,对新能源制氢的市场推广起到了促进和扶持作用。本文详细的研究工作如下:(1)“综合制氢”对新能源制氢推广的影响研究。首先,从技术组合创新的角度,利用新能源制氢所具有的“负碳排放”特性,将新能源制氢技术和煤制氢技术进行技术组合创新,从而提出一种“综合制氢”方案;然后,为比较不同制氢技术的优劣势,根据制氢技术的特点,建立考虑非期望产出的超效率SBM模型;最后,通过考虑非期望产出的超效率SBM模型对“综合制氢”方案、煤制氢和新能源制氢的技术效率进行综合评估,探讨不同制氢技术的效率差异,并在新能源制氢效率测算结果的基础上,进一步对我国“综合制氢”区位发展潜力进行分析。该部分的研究成果为新能源制氢推广提供一种新的制氢方案。该方案在传统电解水制氢收益的基础上,考虑“负碳排放”特性带来的环境收益,从而提升新能源制氢的综合价值,为新能源制氢项目应用的推广提供有力支持。(2)新能源制氢在综合能源系统中推广的经济性研究。首先,分别根据新能源制氢和磷酸铁锂电池两种储能方式的特点,设计电-储供能能源系统和电-热互补能源系统的基本构成思路,并明确以上两种储能方式的功能特性;然后利用改进的鸡群优化算法,以综合能源系统生命周期的年化总成本最低为目标函数,构建电-储供能能源系统和电-热互补能源系统的配置优化模型;最后,将上述模型用于案例分析中,从而比较新能源制氢和磷酸铁锂电池在不同负荷类型的能源系统的经济性和特性。该部分的研究成果将新能源制氢作为一种储能方式,并在“电-氢-电”情景的基础上扩展到“电-氢-电+热”情景,从而提升新能源制氢在储能应用方面的综合竞争力,可为新能源制氢在综合能源系统中的推广提供重要参考。(3)考虑需求响应的新能源制氢多主体的合作运行研究。首先,根据新能源制氢的高动态响应率和宽功率调节范围的特点,将新能源制氢和新能源发电的合作模式引入电力需求响应市场中;然后,通过合作博弈的收益分配理论,以风电场和风电制氢系统联盟的总收益最高为目标,构建多风电场与风电制氢系统联合优化模型;最后,将上述模型用于案例分析中,验证在风电现货市场的背景下,多风电场与风电制氢系统联合参与电力需求响应市场具有多方共赢的特性。该部分的研究成果将新能源制氢作为一种灵活性的需求响应资源,从而挖掘新能源制氢新的附加价值,实现新能源和电解水制氢的协同发展,可为新能源制氢在需求响应中的推广提供理论依据。(4)绿色氢能证书交易机制研究。首先,对绿色氢能的定义以及识别进行介绍;然后,根据新能源制氢公司以及氢气销售公司的共同利益关系,构建基于非共享收益绿色氢能证书交易机制模型和共享收益绿色氢能证书交易机制模型;最后,将上述模型用于案例分析中,从而对在绿色氢能证书交易机制下的氢能市场运作进行模拟。该部分的研究成果通过强制配额以及绿色氢能证书交易的机制,对新能源制氢推广起到了促进和扶持作用。
王辅臣[2](2021)在《煤气化技术在中国:回顾与展望》文中研究说明系统回顾了煤气化技术在中国150多年的发展历史,从新中国建立前、新中国建立到改革开放前、改革开放后3个阶段,分别介绍了我国引进各类煤气化技术的过程及其应用情况;以改革开放前和改革开放后2个阶段,重点概括了我国煤气化技术领域的艰难探索、系统深入研究和技术示范与应用过程中取得的重要进展与成果;对我国自主开发的主要煤气化技术的研发历程、技术特点、应用情况及最新进展进行概要阐述,并对地下气化、催化气化、加氢气化、超临界水气化、等离子体气化等新型气化技术的国内研发进展进行简要述评;总结了我国煤气化技术引进、自主研究与工程应用经验,从降低装置投资、提高系统效率、实现环境友好、协同处理液/固有机废物、融合信息化技术、开发新技术、保护知识产权等方面对煤气化技术的未来发展进行了展望。
何斌[3](2020)在《以脱碳PSA净化气为辅助原料和净化水急冷的Shell干粉煤气化新工艺及其优化设计》文中研究表明烃类蒸汽转化装置(SMR)中脱碳变压吸附(PSA)净化气富含氢气、一氧化碳和甲烷,是优质的制氢原料,却降质为转化炉燃料;常见的Shell干粉煤气化则用循环压缩急冷气冷却合成气,提高了制氢能耗。针对以上两个问题,本文对这两个工艺进行了集成:将SMR净化气提压送煤气化炉做制氢原料,从而实现了净化气的升级利用;在煤气化装置增设洗涤净化水旁路,将部分净化水自压送气化炉出口,以补充循环压缩急冷气调节合成气进余热锅炉的温度,从而降低循环压缩急冷气的流量,减少制氢能耗,由此开发了一个以SMR脱碳PSA净化气为辅助原料和以部分洗涤净化水替代急冷气的新Shell干粉煤气化工艺,经Aspen全流程模拟计算证明,新工艺在操作性、产氢率、用能、热力学特性方面均优于现有工艺,并进一步开发了一个基于流程模拟数据的Shell干粉煤气化新工艺优化设计方法。其中,目标函数设定为最小单位制氢能耗或最小过程(火用)损,优化变量为经Matlab偏最小二乘法(PLS)筛选得到的系统决策变量。为了使优化计算自动进行,则开发了流程模拟软件Aspen、数据处理软件Excel、最优化算法GA集成平台,该平台通过Aspen Simulation Workbook(ASW)建立Aspen与Excel接口,在Excel VBA中编码控制Aspen运行,写入和读取模拟数据代码及遗传算法(GA)代码,由其控制过程自动进行。因全过程由模拟数据驱动,故该方法具有普适应,适于一切可模拟且不改变流程结构的化工单元的多变量优化设计。最后,将本文开发的新工艺及优化设计方法应用于某有效成分CO+H2产量为15×104Nm3/h的Shell干粉煤气化改造项目。计算表明,当耗氧量为67.2t/h、注汽量为5.8t/h、洗涤急冷合成气量为120.8t/h、高压净化水为9.7t/h、净化气量为18.85t/h时,新流程的过程(火用)损最小,为508.9GJ/h,相比旧工艺减少145.5GJ/h,降幅22.2%;当耗氧量为67.5t/h、注汽量为8.9t/h、洗涤急冷合成气量为92t/h、高压净化水为10.8t/h、净化气量为19.98t/h时,新流程的单位制氢能耗最小,为6980.85×104kcal/t H2,相比旧工艺降低4355.62×104kcal/t H2,降幅38.42%。说明本文开发的新工艺及优化设计方法是可行和有效的。
王铨[4](2020)在《低阶煤热解-气化一体化油电联产系统的初步研究》文中研究说明我国低阶煤的储量占煤炭总储量的占比高达55%以上,是今后我国能源的主要开发利用方向。因其自身水分、挥发分含量,相比于燃烧和气化,低阶煤热解技术是相对高效清洁的低阶煤利用技术,基于煤热解与半焦燃烧或气化的多联产技术被认为是一种很有前途的低阶煤分质利用途径。本论文提出了一种低阶煤热解-气化一体化油电联产系统。具体技术工艺是煤经下行床快速热解,利用低阶煤禀赋的高挥发特性,提取出煤焦油和煤气,携带热解反应热的热态半焦则被送到流化床中进行气化,生成的高温气化煤气作为气体热载体再引入热解炉,为煤热解提供热量,同时气体中的活性组分可使焦油产率及其轻质组分含量增加,最后热解炉排出的热解和气化混合煤气送到燃气轮机进行发电。本文所选取的发电技术是当前较为先进的燃气-超临界二氧化碳联合循环发电技术。本文所选用的煤是淖毛湖长焰煤,利用实验室小型热解气化耦合一体化反应装置,分别在氮气和模拟气化煤气气氛下进行了热解实验,发现在焦油产率最高的反应温度为600oC。在该温度下煤气气氛下热解焦油的产率相比氮气气氛提高了2.75%,其轻质组分含量提高了5.03%,说明模拟气化煤气气氛有利于焦油产率和品质的提高。在实验数据基础上,运用Aspen Plus软件建立了年处理量为100万吨的低阶煤气体热载体热解-气化一体化油电联产系统,对模型进行验证,并对工艺关键参数进行优化。通过改变超临界CO2工质进入轮机的压力和温度对发电单元进行模型验证及优化。在热解温度为600oC,氧焦比、蒸汽焦比分别为0.6和0.8的工况条件,构建成年产焦油12.74万吨,232.10MW电力的油电联产系统。系统能效高达50.68%,若增设碳捕集工艺,电力产能降至197.39MW,能效将降至41.93%。在经济性评价工作中对系统的各项投资、生产成本进行了核算,对系统的投资回收期、投资收益率、净现值以及发电成本等经济性能进行了分析。该系统的总投资为1816.16×106元,其中固定资产投资为1519.41×106元,流动资金量为296.76×106元,分别占总投资的83.33%和16.67%;生产成本约为434.40×106元。整个系统的发电成本为每度电0.09元,净现值为1129.46×106元,投资利润率为16.30%;投资回收期仅为4.41年。此外,还分析了煤价和煤焦油价格的波动以及系统生产规模的变化对系统各项经济性能的影响。
李逊[5](2019)在《煤直接液化工艺关键部位安全仪表系统的功能安全管理研究》文中进行了进一步梳理为了解决我国石油资源日益紧张的问题,我国开始煤制油技术的研究,并将其作为过国家能源发展战略的重要方向。由于煤制油工艺中涉及大量的易燃、易爆、有毒和强腐蚀性物质,且工艺条件苛刻,这使得煤制油企业面临较大的安全问题。随着自动化程度的提高,安全仪表系统被引入煤制油行业,用来降低事故的概率,以保护人员的生命安全、避免环境的污染和减少经济损失。然而煤制油技术在我国发展时间较短,危险分析不足,导致安全仪表系统在设计与管理等工作上存在不足。本文以神华鄂尔多斯煤制油分公司SIL评估项目为背景,从危险分析、功能安全评估与安全要求规范三个方面,对煤直接液化装置展开了功能安全管理研究。在危险分析上,采用HAZOP分析方法,将煤直接液化工艺流程划分为12个工艺节点进行风险初评。通过与石油炼化工艺的对比,分析了煤直接液化工艺的危险特点,并对高风险场景进行安全仪表功能分配,得到40条关键工艺点的安全仪表功能。通过LOPA分析对设计的的安全仪表功能进行安全完整性定级工作。在安全仪表功能回路设计部分,使用ex SILentia软件完成不同冗余结构、不同检验测试周期下的PFDavg与STR计算,并在PFDSIF、企业检修周期与SIS安全效益三种约束下,得到最优的安全仪表回路搭配。在扩展分析中,通过对总成本、PFDavg、安全效益和风险降低能力的分析,得出在提高SIS性能上,改善现场部分子系统更有意义。最后,文章基于危险分析、安全仪表回路设计,阐述了安全要求规范应包含的内容,并生成安全功能要求卡片。
魏学科[6](2018)在《50万吨/年煤气化制甲醇装置扩能优化改造研究》文中研究指明宁夏能化煤气化制甲醇装置采用美国GE公司水煤浆气化技术,原料气经变换、净化(采用低温甲醇洗)后合成甲醇,原设计产能为50万吨/年,2014年1月建成投产。本文依据装置运行现状,通过对工艺、设备、辅助系统等方面进行分析,同时参考其他单位同类装置运行情况,查找出了装置扩能主要存在的主要瓶颈:(1)煤浆浓度偏低;(2)气化炉烧嘴物料流道偏小;(3)变换炉催化剂、热回收及汽提装置处理能力不足;(4)低温甲醇洗单元甲醇洗涤塔、硫化氢浓缩塔、热再生塔塔内件不能满足改造后需求;(5)合成系统反应能力不足;(6)精馏系统3+1塔处理能力不足。针对以上问题,制定相应的扩能改造方案并实施,同时对合成系统改造后工艺参数进行模拟,通过模拟结果对改造后工艺参数进行优化调整。改造完成后对装置处理能力、工艺参数、产品质量、装置能源消耗等进行72小时性能标定分析,结果表明改造后装置产能由原1500t/d提高到1860t/d以上,折合年产能达到了 62万吨/年;主要工艺参数均在规定范围内;产品甲醇质量达到工业用甲醇国家标准(GB338-2011)中优等品的要求;其他各项物料消耗、综合能耗与改造前基本持平或略低,达到了预期目标。
苏香艳[7](2018)在《小型甲醇制氢系统的设计与研究》文中提出随着能源和环境问题的日益严峻,清洁能源的发展与能源利用的新方法成为研究热点,而氢能燃料电池由于清洁高效的特点成为能源领域的新星,但是氢气来源限制了其技术的推广。设计一款小型化、模块化、便携式的原位制氢装置成为一个很好的突破口。本文通过模拟与实验结合的方式,选用甲醇和水的混合溶液作为重整制氢的原料,在实验的基础上,确定动力学参数,并将所得到的动力学参数应用到COMSOL Multiphysics 5.3的模拟中,模拟结果显示与实验的结果相符合。设计集成反应器的几何模型,在COMSOL Multiphysics 5.3中建模,通过模拟优化反应器的结构和反应条件,验证所设计的小型甲醇制氢集成反应器作为氢燃料电池氢源的可行性。具体实验结果如下:(1)ASPEN PLUS的模拟结果显示实验适宜条件为常压,反应温度范围200280℃,水醇摩尔比在范围1.02.8。此时尾气中CO的含量为17 ppm;(2)以甲醇蒸汽重整催化剂制氢实测数据为基础,进行非线性拟合得到的甲醇蒸汽重整制氢模型的反应速率常数:kSR=1.5×107exp(-RT86.7),krWGS=8.2×106exp(-RT66.8)(3)在COMSOL Multiphysics 5.3中建立实验所使用的固定床反应器几何模型,并带入上一章的动力学模型和反应速率常数,结合反应器传热传质特性进行模拟分析。经模拟发现反应器制氢模拟结果与实验结果一致,说明在COMSOL Multiphysics 5.3中的参数设置和所选动力学模型及反应速率常数可靠,可以用于下一步小型化甲醇制氢反应器的设计与模拟。(4)在COMSOL Multiphysics 5.3中建立小型化甲醇制氢反应器的模型并模拟,研究结果表明:当入口温度为240℃、水醇摩尔比为2.0、停留时间为0.15 h时,出口气体中CO的含量可以降至5.3 ppm,能够满足质子交换膜燃料电池的工作条件,证明了小型制氢反应器直接给燃料电池供氢的可行性。
周怀荣[8](2018)在《移动床油页岩炼制过程建模、模拟分析与系统集成》文中进行了进一步梳理中国具有丰富的油页岩资源,油页岩储量按油折算约为476亿吨,是我国可开采石油储量233亿吨的2倍以上。油页岩作为一种非常规的化石能源,其开发与利用对于发展替代油气战略新兴产业,缓解我国油气资源短缺问题将具有重要的支撑作用。目前,中国油页岩的开发利用已经进入商业化阶段。油页岩开采采用近地表面露天开采,主要开采为埋藏深度100-400 m的浅层油页岩。油页岩加工炼制技术主要以抚顺炉技术为主,但抚顺炉技术存在原料利用率低,油收率低,以及页岩油重质组分含量高等问题。中国科学院过程工程研究所开发的两套内构件移动床技术可解决抚顺炉技术的瓶颈,并且这两套技术已经完成了中试。本研究建立了油页岩热解动力学模型,对两套内构件移动床炉子进行热力学平衡计算,分别确定了间接加热内构件移动床油页岩热解所需干馏气的循环供热量,以及内构件移动床固体热载体油页岩热解所需灰渣的循环供热量。另外,建立了两套新技术的油页岩炼制过程。对两套新技术的炼制过程进行单元过程的建模与模拟。在模拟的基础上,对两套新技术的炼制过程进行经济性能分析,并与传统的抚顺式炼制过程进行比较。发现间接加热内构件移动床炼制过程和内构件移动床固体热载体炼制过程具有竞争力的原油价格分别为51$/bbl和53$/bbl,而抚顺式炼制过程的竞争力原油价格为58$/bbl。2017年国际原油价在50$/bbl左右波动,两套新技术的炼制过程的经济优势较明显。本研究对两套新技术的油页岩炼制过程进行系统集成,主要解决油页岩热解产生的页岩油品质差的问题。分别针对间接加热内构件移动床油页岩炼制过程和内构件移动床固体热载体油页岩炼制过程提出了煤辅助油页岩制液体燃料过程和化学链增强的油页岩制液体燃料过程。首先分别对提出的两种集成过程进行工艺参数分析和模拟计算。在模拟基础上,分别对两种集成过程进行经济性能的评价分析。发现煤辅助油页岩制液体燃料过程和化学链增强的油页岩制液体燃料过程的轻组分加氢提质情景下的成本最低,收益最高。另外,特别是在低油价50$/bbl时,这两种集成系统的投资利润率分别为7%和5%,表现出较强的经济竞争力。本研究建立了油页岩/煤制液体燃料过程生命周期环境影响和成本评价模型。环境性能方面,传统抚顺油页岩制液体燃料和煤制液体燃料的空气污染物排放较严重,特别是CO2和PM2.5的排放。新油页岩制液体燃料创新路线的空气污染物排放较抚顺油页岩制液体燃料有明显降低,特别是化学链增强的油页岩制液体燃料路线的空气污染物排放与石油路线的基本相当。内部成本分析发现传统抚顺油页岩制液体燃料和煤制液体燃料产品成本相当,其与常规石油炼制的竞争点原油价格在70$/bbl左右。而煤辅助油页岩制液体燃料过程和化学链增强的油页岩制液体燃料过程的竞争力原油价格为58$/bbl和55$/bbl。生命周期成本分析发现油页岩制液体燃料过程的生命周期成本较其内部成本增加幅度小,而煤制液体燃料过程的增加幅度较大,导致生命周期成本接近于100$/bbl,主要是因为CO2排放大造成外部成本较高。
周梦宇[9](2018)在《天然气或液体燃料制氢新工艺》文中研究说明氢能作为一种热值高、无污染和资源广泛的可再生能源已得到世界各国的普遍关注,被誉为21世纪的能源。制氢工艺多种多样,全文通过讲述开发氢能的重要意义,然后介绍了几种传统的制氢工艺,最后重点对天然气制氢新工艺和两种液体燃料制氢工艺进行了重点的分析和说明。
曹子英[10](2017)在《涪陵页岩气碳——化工利用新途径》文中提出涪陵地区首开我国第一口具有商业价值的页岩气井,页岩气是非常规天然气,涪陵区块龙马溪组页岩气属于典型的干气,主要是油型裂解气和干酪根裂解气的混合气,甲烷含量高,不含硫化物,可以用于碳—化工优质原料加以利用。
二、天然气或液体燃料现场制氢新工艺(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、天然气或液体燃料现场制氢新工艺(论文提纲范文)
(1)能源转型背景下新能源制氢市场推广的关键问题研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及研究意义 |
1.1.1 选题背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 新能源制氢市场推广的关键问题 |
1.2.1 兼顾低成本和低碳排放的制氢方案问题 |
1.2.2 综合能源系统中作为储能的经济性问题 |
1.2.3 需求响应中多主体合作运行问题 |
1.2.4 推广过程中政策支持的问题 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 新能源制氢市场推广的影响因素研究 |
1.3.2 新能源制氢评价的研究动态 |
1.3.3 新能源制氢综合利用的研究动态 |
1.3.4 绿色证书交易机制研究动态 |
1.3.5 总体评述 |
1.4 主要研究内容及技术路线 |
1.4.1 主要研究内容 |
1.4.2 研究技术路线 |
1.5 主要创新点 |
第2章 相关概念界定及基础理论 |
2.1 相关概念界定 |
2.1.1 新能源制氢的概念界定 |
2.1.2 其他相关概念界定 |
2.2 基础理论介绍 |
2.2.1 新能源制氢的评价理论 |
2.2.2 能源系统规划理论 |
2.2.3 合作博弈理论 |
2.2.4 绿色证书交易机制理论 |
2.3 本章小结 |
第3章 “综合制氢”对新能源制氢推广的影响研究 |
3.1 引言 |
3.2 “综合制氢”方案原理 |
3.2.1 化石燃料制氢技术 |
3.2.2 新能源制氢技术 |
3.2.3 “综合制氢”方案 |
3.3 制氢方案的效率评价模型 |
3.3.1 考虑非期望产出的效率评价模型 |
3.3.2 效率指标构建和数据来源 |
3.4 制氢方案的效率评价结果 |
3.4.1 化石能源制氢与新能源制氢的效率对比分析 |
3.4.2 “综合制氢”对新能源制氢效率的提升分析 |
3.5 “综合制氢”的区位推广潜力分析 |
3.5.1 区位推广潜力评价模型 |
3.5.2 区位发展潜力评价指标体系构建 |
3.5.3 区位发展潜力评价结果 |
3.6 本章小结 |
第4章 新能源制氢在综合能源系统中推广的经济性研究 |
4.1 引言 |
4.2 新能源制氢在综合能源系统中的作用 |
4.2.1 综合能源系统的基本框架 |
4.2.2 新能源制氢作为储能的原理 |
4.2.3 电-储供能系统 |
4.2.4 电-热互补系统 |
4.3 综合能源系统规划的成本收益模型构建 |
4.3.1 能源管理策略 |
4.3.2 规划成本收益目标函数 |
4.3.3 模型约束条件设定 |
4.3.4 基于鸡群优化算法的模型求解框架 |
4.4 算例分析 |
4.4.1 电-储供能情景下新能源制氢的经济性对比分析 |
4.4.2 电-热互补情景下新能源制氢的经济性对比分析 |
4.5 本章小结 |
第5章 考虑需求响应的新能源制氢多主体的合作运行研究 |
5.1 引言 |
5.2 基于需求响应的合作运行原理 |
5.2.1 新能源消纳中需求响应的作用与原理 |
5.2.2 新能源制氢参与需求响应的合作运行原理 |
5.3 合作运行情景的构建 |
5.3.1 新能源制氢中各主体合作运行的优化模型 |
5.3.2 相关的考虑及假设 |
5.4 基于合作博弈论的收益分配模型 |
5.5 算例分析 |
5.5.1 基本数据 |
5.5.2 结果分析 |
5.6 本章小结 |
第6章 绿色氢能证书交易机制研究 |
6.1 引言 |
6.2 绿色氢能的定义与识别 |
6.3 绿色氢能证书交易机制模型 |
6.3.1 问题描述 |
6.3.2 绿色氢能证书交易机制模型构建 |
6.3.3 基于收益共享的绿色氢能证书交易模型构建 |
6.3.4 模型求解 |
6.4 案例分析 |
6.4.1 参数设置 |
6.4.2 优化结果分析 |
6.5 本章小结 |
第7章 研究成果与结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的论文 |
攻读博士学位期间参加的科研项目 |
致谢 |
作者简介 |
(2)煤气化技术在中国:回顾与展望(论文提纲范文)
0 引言 |
1 国外煤气化技术在我国的应用历程 |
1.1 国外煤气化技术的发展 |
1.2 煤气化技术在我国的早期应用 |
1.3 新中国建立初期煤气化技术的应用与发展 |
1.4 改革开放后煤气化技术的引进及应用 |
1.4.1 固定床气化技术的引进及应用 |
1.4.2 流化床气化技术的引进及应用 |
1.4.3 气流床气化技术的引进及应用 |
2 国内煤气化技术的自主研发和应用进展 |
2.1 改革开放前煤气化技术的研究开发 |
2.1.1 固定床气化技术 |
2.1.2 K-T炉常压粉煤气化技术 |
2.1.3 水煤浆气化技术 |
2.1.4 常压旋流式粉煤气化炉 |
2.1.5 空气-粉煤熔渣池气化 |
2.1.6 流化床气化技术 |
2.2 改革开放以来自主煤气化技术的研发及应用 |
2.2.1 固定床气化技术的研究及应用 |
2.2.2 流化床气化技术的研究及应用 |
2.2.3 气流床气化技术的研究及应用 |
2.2.4 其他气化技术的研究开发及工程示范 |
2.2.5 国家科技计划的支持 |
3 结语与展望 |
3.1 结语 |
3.2 展望 |
(3)以脱碳PSA净化气为辅助原料和净化水急冷的Shell干粉煤气化新工艺及其优化设计(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究目的与意义 |
1.2 干粉煤气化工艺 |
1.3 干粉煤气化的研究现状 |
1.3.1 煤碳共气化的研究现状 |
1.3.2 煤气化急冷工艺的研究现状 |
1.4 本文的研究内容及创新点 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 创新点 |
第二章 新工艺及其热力学分析 |
2.1 新工艺的提出 |
2.1.1 (火用) |
2.1.2 (火用)能级曲线(Ω-H) |
2.1.3 新工艺的提出 |
2.2 新工艺煤炭共气化原理 |
2.2.1 Shell干粉煤气化原理 |
2.2.2 净化气与煤炭共气化原理 |
2.3 新旧工艺的全流程模拟 |
2.3.1 旧工艺案例 |
2.3.2 新工艺案例 |
2.4 新旧工艺对比及分析 |
2.4.1 主要工艺参数对比 |
2.4.2 过程(火用)损对比 |
2.4.3 能耗对比分析 |
2.5 本章小结 |
第三章 新工艺的优化设计方法 |
3.1 优化变量的灵敏度分析 |
3.1.1 气化炉耗氧量 |
3.1.2 反应注汽量 |
3.1.3 脱碳PSA净化气量 |
3.1.4 除灰急冷气量、洗涤急冷合成气量和净化水量 |
3.2 PLS筛选决策变量的数学模型 |
3.2.1 偏最小二乘法(PLS) |
3.2.2 采集原始数据 |
3.2.3 PLS筛选变量的建模方法 |
3.2.4 用PLS筛选新工艺的决策变量 |
3.3 优化设计方法 |
3.3.1 遗传算法(GA) |
3.3.2 Aspen、Excel与 VBA(GA)软件集成 |
3.3.3 单目标优化设计方法 |
3.4 本章小结 |
第四章 案例应用及分析 |
4.1 设计变量 |
4.2 目标函数 |
4.2.1 目标函数为过程(火用)损 |
4.2.2 目标函数为单位制氢能耗 |
4.3 约束条件 |
4.3.1 设计变量取值范围约束 |
4.3.2 其他约束 |
4.4 优化设计结果及分析 |
4.4.1 过程(火用)损最小目标优化 |
4.4.2 单位制氢能耗最小目标优化 |
4.5 本章小结 |
结论与展望 |
参考文献 |
附录1 Aspen Plus、Excel与遗传算法集成操作优化代码(部分) |
程序一种群初始化 |
程序二优化求解 |
程序三选取种群最优变量 |
攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
附件 |
(4)低阶煤热解-气化一体化油电联产系统的初步研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 课题背景 |
1.1.1 我国煤炭资源概况 |
1.1.2 低阶煤利用现状 |
1.2 以煤热解为基础的分级转化工艺及其多联产技术发展现状 |
1.2.1 煤热解工艺 |
1.2.2 以热解为基础的煤基多联产技术 |
1.3 低阶煤多联产流程模拟研究现状 |
1.3.1 Aspen Plus流程模拟软件介绍 |
1.3.2 煤基多联产流程模拟研究综述 |
1.4 低阶煤热解-气化一体化油电联产系统的提出 |
1.5 本论文研究意义及内容 |
1.5.1 研究意义 |
1.5.2 研究内容及方法 |
第二章 实验内容与产物分析 |
2.1 引言 |
2.2 实验装置与方法 |
2.2.1 实验装置 |
2.2.2 实验样品的制备 |
2.2.3 热解实验 |
2.2.4 气化实验 |
2.3 产物处理和分析方法 |
2.3.1 数据处理方法 |
2.3.2 液体产物的收集和预处理 |
2.3.3 液体产物的分析 |
2.3.4 气体产物的分析 |
2.3.5 固体产物的分析 |
2.4 本章小结 |
第三章 低阶煤热解-气化一体化油电联产系统的建立与模拟 |
3.1 引言 |
3.2 干燥单元 |
3.3 低阶煤气体热载体热解-气化一体化工艺 |
3.3.1 热解单元的建立 |
3.3.2 半焦气化单元的建立 |
3.3.3 气化模型的验证 |
3.3.4 气化单元的优化 |
3.3.5 低阶煤气体热载体热解-气化一体化工艺的建立 |
3.4 燃气-超临界二氧化碳联合循环电力系统 |
3.4.1 燃气轮机和超临界二氧化碳轮机单元的建立 |
3.4.2 燃气-超临界二氧化碳联合循环电力系统模型的验证 |
3.5 碳捕获与封存单元 |
3.6 本章小结 |
第四章 低阶煤热解-气化一体化油电联产系统的物料及能效分析 |
4.1 引言 |
4.2 系统物料分析及汇总 |
4.2.1 系统元素平衡 |
4.2.2 系统物料平衡 |
4.3 系统能效分析 |
4.3.1 能效分析方法 |
4.3.2 机械能耗计算 |
4.3.3 热解-气化一体化的优越性讨论 |
4.3.4 蒸汽焦比和氧焦比对系统能效影响 |
4.3.5 系统各单元的能效及能量损失分布 |
4.4 本章小结 |
第五章 低阶煤热解-气化一体化油电联产系统的经济评价 |
5.1 引言 |
5.2 经济评价方法 |
5.2.1 经济分析相关假设 |
5.2.2 总投资计算 |
5.2.3 生产成本 |
5.2.4 发电成本 |
5.2.5 净现值、投资利润率和投资回收期计算方法 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 系统内部各工段生产能力汇总 |
5.3.2 经济指标计算结果 |
5.3.3 经济性能的敏感性分析 |
5.4 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.1.1 下行床煤气气氛热解实验 |
6.1.2 物料及能效分析 |
6.1.3 经济性能评价 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的科研成果 |
致谢 |
(5)煤直接液化工艺关键部位安全仪表系统的功能安全管理研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 国外研究现状 |
1.2.2 国内研究现状 |
1.3 煤制油技术发展 |
1.3.1 我国煤制油技术背景 |
1.3.2 煤直接液化发展 |
1.4 研究内容以及技术路线 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 技术路线 |
1.5 本章小结 |
第二章 安全仪表系统功能安全概述 |
2.1 安全仪表系统概述 |
2.1.1 安全仪表系统构成 |
2.1.2 安全仪表系统与基本过程控制系统 |
2.2 功能安全概述 |
2.2.1 安全生命周期 |
2.2.2 功能安全管理 |
2.3 本章小结 |
第三章 危险分析与功能安全评估 |
3.1 .HAZOP分析方法 |
3.1.1 HAZOP分析概念 |
3.1.2 HAZOP的分析术语 |
3.1.3 HAZOP分析步骤 |
3.1.4 103 煤直接液化单元装置工艺概述 |
3.1.5 103 煤直接液化单元装置危害初评 |
3.2 .LOPA分析方法 |
3.2.1 LOPA分析概念 |
3.2.2 LOPA分析步骤 |
3.2.3 基于LOPA分析 103 高危害场景分析 |
3.3 本章小结 |
第四章 安全仪表功能回路设计 |
4.1 回路设计因素 |
4.1.1 变量输入/输出 |
4.1.2 冗余表决结构选择 |
4.1.3 设备失效数据以及PFD、STR |
4.1.4 检验测试周期 |
4.1.5 生命周期成本 |
4.2 安全仪表功能回路设计 |
4.2.1 失效数据与PFDavg、STR的计算 |
4.2.2 基于失效数据与PFDavg、STR的成本计算 |
4.2.3 基于安全完整性、企业检修周期与生命周期成本的回路搭建 |
4.2.4 扩展分析 |
4.3 本章小结 |
第五章 安全仪表系统安全要求规范书 |
5.1 .安全要求规范概述 |
5.2 .安全要求规范内容 |
5.2.1 一般信息 |
5.2.2 功能信息 |
5.2.3 设计/运行/维护/停用/更改信息 |
5.2.4 安全功能要求卡片 |
5.2.5 因果图 |
5.2.6 逻辑图 |
5.3 本章小结 |
结论与展望 |
参考文献 |
附录 |
攻读硕士学位期间取得的学术成果 |
致谢 |
(6)50万吨/年煤气化制甲醇装置扩能优化改造研究(论文提纲范文)
学位论文数据集 |
摘要 |
ABSTRACT |
符号说明 |
第一章 前言 |
1.1 研究背景及其意义 |
1.2 主要研究内容 |
1.3 预期达到的目的 |
第二章 文献综述 |
2.1 煤化工发展及工艺 |
2.1.1 煤化工发展及现状 |
2.1.2 煤化工工艺 |
2.2 煤气化技术 |
2.2.1 固定床气化 |
2.2.2 流化床气化 |
2.2.3 气流床气化 |
2.2.4 熔融床气化 |
2.3 甲醇生产技术 |
2.3.1 甲醇的用途 |
2.3.2 甲醇工业发展及市场前景 |
2.3.3 甲醇生产方法 |
2.4 GE水煤浆气化制甲醇技术 |
2.5 本章小结 |
第三章 现有装置工艺流程及扩能改造瓶颈分析 |
3.1 工艺流程概述 |
3.2 扩能改造的必要性 |
3.3 扩能改造瓶颈分析 |
3.3.1 气化单元 |
3.3.2 变换单元 |
3.3.3 低温甲醇洗单元 |
3.3.4 合成单元 |
3.3.5 精馏单元 |
3.4 本章小结 |
第四章 甲醇生产装置扩能改造方案设计与实施 |
4.1 气化单元改造方案 |
4.1.1 水煤浆提浓改造方案 |
4.1.2 气化炉改造方案 |
4.1.3 容器分析及改造方案 |
4.1.4 换热设备分析及改造方案 |
4.1.5 动设备分析及改造方案 |
4.1.6 主要管线分析 |
4.2 变换单元改造方案 |
4.2.1 变换炉改造 |
4.2.2 新建脱毒槽 |
4.2.3 新建热回收 |
4.2.4 新建汽提装置 |
4.2.5 改造后变换单元工艺流程 |
4.3 低温甲醇洗单元改造方案 |
4.3.1 吸收系统 |
4.3.2 再生系统 |
4.3.3 冷冻系统 |
4.4 甲醇合成单元改造方案 |
4.5 精馏单元改造方案 |
4.6 本章小结 |
第五章 甲醇装置扩能改造效果分析 |
5.1 改造后装置负荷及产量标定 |
5.1.1 煤浆制备系统 |
5.1.2 气化炉改造效果 |
5.1.3 变换炉改造效果 |
5.1.4 低温甲醇洗及合成精馏系统改造效果 |
5.2 原材料、公用工程及动力消耗 |
5.2.1 原辅料消耗 |
5.2.2 公用工程、动力消耗及单耗 |
5.2.3 副产蒸汽 |
5.3 工艺指标 |
5.4 产品质量分析 |
5.5 改造设备运行情况 |
5.6 存在主要问题及处理措施 |
5.7 改造后性能标定结论 |
5.8 效益评价 |
5.8.1 经济效益 |
5.8.2 社会效益 |
第六章 结论与展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者及导师简介 |
专业学位硕士研究生学位论文答辩委员会决议书 |
(7)小型甲醇制氢系统的设计与研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
引言 |
第1章 文献综述 |
1.1 小型甲醇制氢系统的背景与意义 |
1.2 甲醇制氢的研究现状 |
1.2.1 甲醇制氢的方法概述 |
1.2.2 甲醇蒸汽重整制氢的催化剂概述 |
1.2.3 甲醇蒸汽重整的动力学模型和方程 |
1.3 CO净化单元研究现状 |
1.3.1 CO净化单元方法概述 |
1.3.2 CO甲烷化催化剂 |
1.3.3 CO甲烷化反应机理 |
1.3.4 CO甲烷化反应动力学模型 |
1.4 小型制氢反应器的研究进展 |
1.4.1 管式反应器 |
1.4.2 微通道反应器 |
1.4.3 板式反应器 |
1.4.4 膜反应器 |
1.5 专利分析 |
1.6 研究内容 |
第2章 实验部分 |
2.1 实验器材及原料 |
2.1.1 实验试剂 |
2.1.2 实验所用仪器 |
2.1.3 实验所用气体 |
2.2 催化剂评价 |
2.2.1 实验流程及反应评价装置 |
2.2.2 实验预处理 |
2.2.3 产物分析 |
2.2.4 数据处理方法 |
2.3 小结 |
第3章 小型甲醇制氢系统的热力学模拟 |
3.1 小型甲醇制氢系统热力学模拟分析方法 |
3.2 甲醇水蒸汽重整模拟 |
3.3 CO净化单元模拟 |
3.4 甲醇制氢系统的整体模拟研究 |
3.5 本章小结 |
第4章 催化剂评价实验和动力学模型的选取 |
4.1甲醇蒸汽重整实验 |
4.1.1QMH-01 甲醇重整催化剂的催化评价实验 |
4.1.2RK-05 催化剂的催化评价实验 |
4.2 两种重整催化剂的比较和分析 |
4.3 甲醇蒸汽重整动力学参数拟合 |
4.4 小结 |
第5章 模型的验证和模拟 |
5.1 反应模型的建立 |
5.2 甲醇蒸汽重整部分的模拟 |
5.2.1 甲醇蒸汽重整部分的建模 |
5.2.2 模拟结果与实验结果比较分析 |
5.3 甲烷化部分的模拟 |
5.3.1 甲烷化部分的建模 |
5.3.2 模拟结果与实验结果比较分析 |
5.4 小结 |
第6章 反应器的模型建立与模拟 |
6.1 反应器的设计 |
6.1.1 反应器的设计计算 |
6.1.2 反应器的工作原理和设计思路 |
6.1.3 反应器结构描述 |
6.2 反应器建模 |
6.2.1 甲醇蒸汽重整与甲烷化反应耦合 |
6.2.2 耦合燃烧反应 |
6.3 操作条件的优化 |
6.3.1 入口温度与水醇摩尔比对反应的影响 |
6.3.2 反应温度与空速对反应的影响 |
6.4 小结 |
第7章 结论 |
参考文献 |
附录 ARK-05 实验数据 |
致谢 |
(8)移动床油页岩炼制过程建模、模拟分析与系统集成(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
符号说明 |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 油页岩炼制技术评述 |
1.2.1 地上炼制技术 |
1.2.2 地下炼制技术 |
1.3 油页岩炼制研究现状 |
1.4 拟解决的关键问题 |
1.5 研究方案和内容 |
第二章 机理、模型与技术经济分析方法 |
2.1 机理与模型 |
2.1.1 油页岩干燥机理与模型 |
2.1.2 油页岩热解机理与模型 |
2.1.3 挥发份析出机理与模型 |
2.2 技术经济分析方法 |
2.2.1 投资估算 |
2.2.2 生产成本 |
2.2.3 投资利润率 |
2.3 本章小节 |
第三章 油页岩炼制过程模拟分析 |
3.1 间接加热内构件移动床油页岩炼制过程模拟分析 |
3.1.1 干馏单元模拟 |
3.1.2 油气分离单元模拟 |
3.1.3 半焦燃烧发电单元模拟 |
3.1.4 干馏过程热平衡 |
3.1.5 经济性能分析 |
3.2 内构件移动床固体热载体油页岩炼制过程模拟分析 |
3.2.1 干馏单元模拟 |
3.2.2 油气分离单元模拟 |
3.2.3 干馏过程热平衡 |
3.2.4 经济性能分析 |
3.3 本章小节 |
第四章 油页岩炼制过程系统集成 |
4.1 煤辅助油页岩制液体燃料过程 |
4.1.1 系统描述 |
4.1.2 水煤气变换单元模拟 |
4.1.3 H_2变压吸附单元模拟 |
4.1.4 页岩油加氢提质单元模拟 |
4.1.5 系统参数分析 |
4.1.6 模拟结果 |
4.1.7 经济性能分析 |
4.2 化学链增强的油页岩制液体燃料过程 |
4.2.1 系统描述 |
4.2.2 干馏气化学链制氢单元模拟 |
4.2.3 系统参数分析 |
4.2.4 模拟结果 |
4.2.5 经济性能分析 |
4.3 本章小结 |
第五章 油页岩制油与煤制油的经济和环境分析 |
5.1 生命周期分析模型框架 |
5.2 生命周期边界 |
5.3 生命周期模型方法与基础数据 |
5.4 生命周期环境影响分析 |
5.5 生命周期成本分析 |
5.6 本章小节 |
结论与展望 |
结论 |
展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
附件 |
(9)天然气或液体燃料制氢新工艺(论文提纲范文)
1 氢开发的重要意义 |
1.1 航天 |
1.2 飞机 |
1.3 汽车 |
2 传统的制氢工艺 |
3 天然气制氢新工艺 |
3.1 天然气绝热转化制氢 |
3.2 天然气部分氧化制氢 |
3.3 天然气高温裂解制氢 |
3.4 天然气自热重整制氢 |
4 液体燃料制氢新工艺 |
4.1 裂解石油气制氢 |
4.2 氨裂解制氢 |
5 结语 |
(10)涪陵页岩气碳——化工利用新途径(论文提纲范文)
1 开辟涪陵页岩气碳—化工利用新途径意义 |
2 涪陵页岩气利用现状 |
3 页岩气化工利用政策导向 |
4 页岩气碳—化工利用新工艺 |
4.1 合成液体燃料生产工艺 |
4.1.1 SMDS (Shell middle distillate synthesis) 工艺[4] |
4.1.2 AGC工艺 |
4.2 页岩气制乙炔 |
4.3 页岩气制二甲醚 |
4.4 页岩气制氢 |
5 结语 |
四、天然气或液体燃料现场制氢新工艺(论文参考文献)
- [1]能源转型背景下新能源制氢市场推广的关键问题研究[D]. 刘诗剑. 华北电力大学(北京), 2021(01)
- [2]煤气化技术在中国:回顾与展望[J]. 王辅臣. 洁净煤技术, 2021(01)
- [3]以脱碳PSA净化气为辅助原料和净化水急冷的Shell干粉煤气化新工艺及其优化设计[D]. 何斌. 华南理工大学, 2020(05)
- [4]低阶煤热解-气化一体化油电联产系统的初步研究[D]. 王铨. 太原理工大学, 2020(07)
- [5]煤直接液化工艺关键部位安全仪表系统的功能安全管理研究[D]. 李逊. 中国石油大学(华东), 2019(09)
- [6]50万吨/年煤气化制甲醇装置扩能优化改造研究[D]. 魏学科. 北京化工大学, 2018(06)
- [7]小型甲醇制氢系统的设计与研究[D]. 苏香艳. 中国石油大学(北京), 2018(01)
- [8]移动床油页岩炼制过程建模、模拟分析与系统集成[D]. 周怀荣. 华南理工大学, 2018(12)
- [9]天然气或液体燃料制氢新工艺[J]. 周梦宇. 化工管理, 2018(06)
- [10]涪陵页岩气碳——化工利用新途径[J]. 曹子英. 科学咨询(科技·管理), 2017(09)