生物質是唯一可轉化為液體燃料的可再生碳源。利用生物質制取高品位液體燃料,實現(xiàn)化石燃料的部分替代,將有助于緩解日益嚴峻的能源和環(huán)境問題。目前開展的生物質熱解-提質制取車用液體燃料經濟技術研究結果表明,該路線具備一定的經濟性,應用前景廣闊。本文開展了該路線中制氫過程和系統(tǒng)換熱網絡的優(yōu)化研究,并對生物質熱解-提質系統(tǒng)進行可用能分析,揭示系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié),為系統(tǒng)優(yōu)化提供依據(jù)。制氫過程優(yōu)化研究比較了水蒸氣重整(SR)和吸附強化重整(SESR)兩種制氫方式的產物情況,并對兩種系統(tǒng)進行了可用能分析。結果表明,SESR反應器可獲得更高的氫氣純度和產率。在S/C為3、450 ℃-600 ℃范圍內,SESR反應器出口氣相產物中H2干基含量超過98.67%、產率超過98.54%。同時,研究的工況內SESR反應器中沒有焦炭生成。SR和SESR制氫系統(tǒng)可用能效率分別為61.80%和66.80%。兩種制氫系統(tǒng)中的可用能損失主要是內部可用能損失。產物對比和可用能分析均表明SESR制氫方式更優(yōu)。換熱網絡優(yōu)化研究考察了熱容流率隨溫度的變化對夾點分析結果的影響,基于夾點設計原則獲得了最大能量回收換熱網絡,進而通過能量松弛法對換熱網絡進行調整,減少換熱單元數(shù)目。結果表明,相比未考慮熱容流率隨溫度的變化,考慮該變化后,夾點位置和共用工程目標值都有較大改變。相比熱集成前,最終獲得換熱網絡使得系統(tǒng)冷、熱公用工程耗量分別降低58.72%和33.08%。最后對采用吸附強化重整方式提供氫源的生物質熱解-加氫提質系統(tǒng)進行可用能分析,對比了系統(tǒng)熱集成前后的可用能效率,分析了系統(tǒng)可用能損失情況。結果表明,系統(tǒng)進行熱集成后,以提質油、焦炭和提質過程產生的輕質氣體作為目標產物時,可用能效率為69.61%,高于未進行熱集成的結果(63.04%)。系統(tǒng)可用能損失以內部可用能損失為主。
【學位單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2017
【中圖分類】：TK6
【部分圖文】：

困３．２ＳＥＳＲ制氧系統(tǒng)逡逑ＳＥＳ民制氨系統(tǒng)由ＳＥＳ民反應器（圖３．２中的ＳＥＳ民摸塊）、吸附劑再生反應逡逑器（圖３．２中的ＲＥＧＥＮＥ民模塊）、氣固分離器（圖３．２中ＣＹＣＬ１和ＣＹＣＬ２模逡逑塊）、水蒸氣分離器（圖３．２中的ＦＬＡＳＨ摸塊）和換熱器（圖３．２中的Ｈ１－Ｈ４模逡逑

ｃａｌｃｉｎａｔｉｏｎ逡逑３．２邋ＳＲ和ＳＥＳＲ制氧系統(tǒng)棋擬逡逑利用Ａｓｐｅｎ邋Ｐ山ｓ軟件建立的ＳＲ和ＳＥＳＲ制氨系統(tǒng)流程如圖３．１和圖３．２所逡逑示。物性方法采用Ｐｅｎｇ－Ｒｏｂｉｎｓｏｎ，主要化學反應器采用ＲＧ化ｂｓ模型。根據(jù)前面逡逑的分析結果，模擬過程中的定義的成分包括ＣＨｓＣＯＯＨ、＆０、＆、ＣＯ、Ｃ0２、逡逑ＣＨ４、Ｇ邋（ｇｒａｐｈｉｔｅ）、ＣａＯ、ＣａＣ0３、Ｃａ（ＯＨ）２。逡逑ＳＲ制氯系統(tǒng)主要由ＳＲ反應器、水汽變換反應器和ＣＯ２分離單元組成。重逡逑整原料（圖３．１中的物流１）預熱后進入ＳＲ反應器（圖３．１中的ＳＲ模塊）進行逡逑重整�；磻鞒隹诋a物進入高、低溫變換反應器（圖３．１中的ＨＴＳ和ＬＴＳ模逡逑塊）進一步反應，提高Ｈ２產率。ＬＴＳ反應器出口氣體中Ｃ0２通過低溫甲醇洗進逡逑行分離

３．３邋ＳＲ和ＳＥＳＲ反應器出口產物分析逡逑本節(jié)研究不同工況下ＳＲ和ＳＥＳＲ反應器產物的分布情況，濕度范西為逡逑２００－１０００邋°Ｃ、水碳比（Ｓ／Ｃ）范困為１－４．５。氨氣產率Ｙ＆定義如式（３．１）所示，逡逑乙酸重整反應理論上可獲得的氨氣摩爾數(shù)由表３．１中的民１獲得。ＳＥＳＲ反應器中，逡逑ＣａＯ的摩爾數(shù)與理論上生成的Ｃ0２摩爾數(shù)相同，即ＣａＯ與乙酸摩爾比為２。Ｗ邋１逡逑乙，Ｓ民ＳＥＳ民器出口的組、氨率如圖逡逑

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 Bo Zhang;Zhaoping Zhong;Qinglong Xie;Shiyu Liu;Roger Ruan;;Two-step fast microwave-assisted pyrolysis of biomass for bio-oil production using microwave absorbent and HZSM-5 catalyst[J];Journal of Environmental Sciences;2016年07期

2 鄒才能;趙群;張國生;熊波;;能源革命:從化石能源到新能源[J];天然氣工業(yè);2016年01期

3 張楊;梅艷陽;楊晴;楊海平;劉捷;陳漢平;;烘焙與HZSM-5催化劑聯(lián)用改善柏木熱解產物品質[J];農業(yè)工程學報;2015年23期

4 朱沈嘉;劉運權;王奪;葉躍元;李水榮;;熱過濾對流化床快速熱解制取生物油產率和品質的影響[J];林產化學與工業(yè);2015年03期

5 Huaqing Xie;Qingbo Yu;Xin Yao;Wenjun Duan;Zongliang Zuo;Qin Qin;;Hydrogen production via steam reforming of bio-oil model compounds over supported nickel catalysts[J];Journal of Energy Chemistry;2015年03期

6 樊永勝;蔡憶昔;李小華;俞寧;張蓉仙;尹海云;;樟木木屑真空熱解工藝的響應面法優(yōu)化及生物油組分分析[J];林產化學與工業(yè);2014年06期

7 譚文英;許勇;王述洋;;乳化劑及助乳化劑提高生物油/柴油乳化性能[J];農業(yè)工程學報;2013年24期

8 趙延兵;王鑫;佟明友;;生物質微波熱解影響因素的研究[J];當代化工;2013年05期

9 馬文超;陳嬌嬌;王鐵軍;陳冠益;馬隆龍;張琦;;生物油模型化合物催化裂解機理[J];農業(yè)工程學報;2013年09期

10 項陽陽;周勁松;吳何來;;超臨界流體在生物質轉化技術中的應用[J];化工進展;2012年S1期

本文編號：2808671