风力发电制氢与氢气网络耦合系统的氢气波动平抑特性分析

将可再生能源发电制氢集成于炼厂氢气系统中,不仅可替代部分氢气公用工程以满足炼厂的氢气需求,同时也可为炼厂中旋转设备提供电能,但可再生能源发电制氢的波动性将影响氢气网络的稳定运行。为了探究风力发电制氢与氢气网络集成中两个子系统平抑风能波动的特性,本文构建了集成风力发电制氢的氢气网络数学优化分析模型,研究了氢气网络平抑风力发电制氢波动的经济性和系统结构特性。研究表明,为了适应可再生能源发电制氢的波动,氢气网络需要更加复杂的网络结构,且风力发电制氢输出的电力和氢气经储能电池和氢气储罐的缓冲调节后仍存在较大波动,氢气网络仍需通过调节公用工程和燃气系统来实现氢气网络的稳定运行。     

多杂质氢气分配网络优化研究进展

一般加氢过程对循环氢中H_2S、CO、CO_2等杂质的含量有一定的限制要求,对多杂质氢气分配网络的优化研究更加贴近于实际。近年来对多杂质氢气分配网络的优化主要考虑多种因素如压力约束、氢油比和提纯装置等的影响,发展了相应的图示法和数学规划法,通过案例分析均取得了较好的节氢效果。     

氢气网络系统的夹点分析与匹配优化

针对炼化企业的氢气分配网络系统,以最小公用工程氢气用量为目标,综合考虑氢气流量、氢气纯度、有害杂质和压力限制等因素,采用氢夹点方法进行分析,提出了匹配原则对氢气网络系统进行优化.通过实例进行了优化分析与计算.研究表明:氢夹点法是氢气网络优化分析的有效方法,所提出的匹配原则可以实现氢气网络的优化.     

可再生能源制氢与波动氢气负荷耦合系统的调控策略

针对可再生能源制氢与波动性氢气负荷耦合的系统,在满足波动氢气负荷需求的前提下,提出通过可再生能源发电入网调整发电侧和通过氢气公用工程调整氢气负荷侧波形的协同调控模型,目的在于提高可再生能源耦合波动性氢气负荷需求的系统经济性,并研究需求侧氢气负荷的波动幅度和周期变化波动等特性对系统经济性和设计特性的影响,以及不同的调控策略对系统经济性的影响。研究表明:氢气负荷侧波形的幅度和周期变化对系统的经济性和容量配置影响显著;氢气公用工程调节和电力入网调节的调控策略可以有效降低系统的总费用。     

提纯回用氢系统优化

过程氢源的提纯回用能够减少氢气公用工程用量,是炼油厂节氢降耗的有效途径。今利用改进的问题表确定提纯回用氢系统的最小氢公用工程用量和最优提纯装置入口流率。改进的问题表法将能够顺利确定多股外部氢源(氢气公用工程和提纯产品气)的流率目标值并识别废氢流股。案例文献的优化结果表明,文中所提出的方法能够克服原文献仅有一股过程氢源提纯回用的局限,氢公用工程用量和废氢流股的流率分别减少了8.6%和7.2%。     

支架放煤涌出H_2S防治技术及应用

为解决乌东煤矿作业期间局部H_2S气体浓度超限问题,设定测点监测分析支架放煤扰动涌出H_2S扩散分布规律;并进行喷洒吸收液治理H_2S关键影响因素实验室研究,在此基础上,进行了喷洒吸收液治理支架放煤涌出H_2S工艺技术研究,并对喷洒吸收液装置的设计及布置进行了研究。通过对喷洒吸收液治理H_2S效果的影响因素进行试验研究,对治理煤矿支架放煤扰动涌出H_2S危害的工艺参数进行了优化。实践效果表明,支架放煤时,下风流6 m后溜槽及人行道H_2S浓度分别降至186×10~(-6)及32.6×10~(-6),H_2S降低效率分别为86.1%及84.6%,取得了良好的治理效果。     

电解硫化氢制氢气和硫磺的影响因素研究

以含Fe_2(SO_4)_3/Fe SO_4的硫酸溶液为吸收液,H_2S和N_2的混合气为原料气,在硫化氢分解制氢气和硫磺的试验装置上考察了气液流速比、气液流速、气相中H_2S含量、液相中各种离子含量以及反应温度等主要因素对硫化氢吸收率和吸收速率的影响。结果表明:适合本装置的最佳气液流速比为1/10、气/液流速为55/550 L/h,气相中H_2S含量高有利于吸收,液相中Fe~(3+)含量越高、H~+含量越低越有利于吸收,Fe~(2+)的浓度对吸收影响不大,温度升高有利于Fe~(3+)对H_2S的氧化吸收。     

具有最小压缩功的氢网络优化设计

炼油厂用氢装置多在高压下操作,为此配置有很多新氢和循环氢压缩机用于提升氢气流股的压力,从而消耗大量的压缩功,同时大量地增加了炼油厂的操作费用。因此,氢网络的优化,除了需要优化氢气公用工程的用量,减少整个网络的压缩功也十分重要。本文借鉴邻近算法的思想,进一步考虑压力约束,提出了改进邻近算法以及压力-浓度图,能够设计具有最小压缩功的氢网络。案例分析所求得的最小压缩功为16.435 MJ,压缩机数目为9个,比文献优化结果减少两个。     

煤化工酸性气对硫磺回收装置烟气SO_2排放浓度的影响

在70 kt/a硫磺回收装置上考察了煤化工酸性气对硫磺回收装置烟气SO_2排放浓度的影响。结果表明:煤化工酸性气对一级反应器、加氢反应器入口尾气中有机硫含量影响较大,同时煤化工酸性气中CO_2浓度较高,严重影响胺液对H_2S的共吸收,该气引入硫磺装置后,对烟气SO_2排放体积浓度影响200 mg/m~3左右。     

集中式提纯器的设置与具有中间等级氢气网络的优化

氢气系统的集成与优化对于炼厂合理配置氢气资源和降低生产成本具有重要意义。针对具有中间等级氢气分配网络系统,本文提出了先确定中间等级状态再设置集中式提纯器的氢气网络分步优化模型,分析了在具有中间等级氢气网络中优化设置集中式提纯器的策略,并通过实例阐明了本文所提出方法的有效性。研究表明:对于具有中间等级的氢气网络系统,集中式提纯器应设置在氢源与中间等级之间,本文所提出的优化方法不仅使氢气网络结构具有可扩充性,而且可降低氢气公用工程的用量,减少炼厂的用氢费用。     

吉化化肥厂公用工程节能优化改造小结

中国石油吉林石化公司化肥厂作为吉林石化公司公用工程介质外送基地,由于公用工程介质供需不均衡,造成公司范围内部分装置副产的氮气、氢气、蒸汽过剩而放空,带来较大的能源浪费和经济损失。为此,针对存在的问题,实施了合成氨装置过剩氮气和放空低压蒸汽回收、苯乙烯装置氢气回收、新老厂区仪表空气整合并网运行等。一系列节能措施落实后,既满足了公司范围内各装置对公用工程介质的需求,又大幅降低了能耗,全年可为企业挽回5 560.12万元的经济损失,带来了可观的经济效益。     

反应间距对DBD发生器放电特征的影响及去除H_2S的实验研究

研究DBD发生装置反应间距对低温等离子体发生器放电特征及H_2S去除的影响,讨论了H_2S浓度、相对湿度、停留时长和峰值电压等对H_2S去除的影响。结果表明,反应间距减小,发生器放电的起始电压降低,臭氧产量增多,H_2S去除率升高。H_2S进气浓度的降低和停留时间的增长,都会增大H_2S去除率。当峰值电压较低(小于7 k V),湿度较高时,H_2S基本不被去除,而当峰值电压较高时,等离子体对H_2S的去除成效有一最优湿度值,在本研究中为17.5%。     

反应间距对DBD发生器放电特征的影响及去除H_2S的实验研究

研究DBD发生装置反应间距对低温等离子体发生器放电特征及H_2S去除的影响,讨论了H_2S浓度、相对湿度、停留时长和峰值电压等对H_2S去除的影响。结果表明,反应间距减小,发生器放电的起始电压降低,臭氧产量增多,H_2S去除率升高。H_2S进气浓度的降低和停留时间的增长,都会增大H_2S去除率。当峰值电压较低(小于7 k V),湿度较高时,H_2S基本不被去除,而当峰值电压较高时,等离子体对H_2S的去除成效有一最优湿度值,在本研究中为17.5%。     

基于反应器-换热网络耦合的C4+烯烃裂解装置催化剂再生周期优化

为了研究烯烃催化裂解装置催化剂失活对系统的影响,优化催化剂再生周期,构建了考虑催化剂失活的反应与换热网络通用集成模型。基于反应和催化剂失活动力学、换热网络集成原理和公用工程迁移规律,构建了反应器-换热网络耦合集成模型,可确定反应器参数和换热网络目标能耗随催化剂失活的变化规律,以单位产品的平均能耗为评价指标优化催化剂再生周期。据此模型探讨了烯烃催化裂解装置催化剂活性变化对反应器出料组成、温度、换热网络最小公用工程用量以及单位产品平均能耗的影响规律,确定了催化剂的最佳再生活性为0.8,最佳再生周期约为4.5天。优化后,单位产品平均生产能耗可降低41.5%。     

环氧氯丙烷装置过程模拟与节能研究

运用Aspen Plus对环氧氯丙烷装置进行了模拟。以模拟结果为基础,夹点技术为用能诊断工具,对装置的用能情况进行分析并提出节能建议。将模拟结果与实际操作数据对比后可知,建立的数学模型能够反映装置的运行情况,模拟结果能够作为进一步节能研究的基础数据。依据经验判断法,装置的夹点温差设为20℃,利用总组合曲线,确定系统需要的最小热公用工程用量为8 635.44 kW,最小冷公用工程用量为17 904.07k W。对比可知,装置冷、热公用工程的节能潜力分别为3 152.92、3 158.53 kW。对换热网络中不符合夹点设计规则的换热匹配进行改造,提高能量的回收率。改造后的方案需新增4台热交换设备,可节约2 875.13 kW的公用工程,热公用工程可节约24.39%的能耗,冷公用工程可节约13.65%的能耗,投资回收期为0.18年,对环氧氯丙烷装置的节能研究具有一定的指导意义。     

乙烯装置预冷系统换热网络的节能优化

利用虚拟温度法(流股有效温位)对国内某乙烯装置冷箱系统进行用能诊断分析,找出过程系统的用能"瓶颈",并针对低温过程传热温差较小以及冷公用工程采用中间公用工程的特点,提出了低温过程多流股换热器网络的综合方法;该方法能够有效的利用冷热流股的有效温位,使冷公用工程的操作费用达到最小,得到合理的换热网络,并且在优化流股传热温差贡献值过程中,考虑了各流股温度、传热膜系数和换热器材质的影响,因此可以用于不同材质、不同传热膜系数低温换热网络的设计和优化;将该方法应用于国内某乙烯装置冷箱系统的综合中,与现场用能情况相比,冷公用工程用量降低了44.5%;结果表明该方法在工程中是可行的.     

H_2S应力腐蚀环境下的压力容器用钢的选用探讨

本文通过对湿H_2S应力腐蚀环境下,H_2S应力腐蚀的机理及其影响H_2S应力腐蚀的因素的分析,结合工程实践,提出了在不同的H_2S分压下的压力容器用钢的选材要求,以供工程设计中参考。     

MTBE裂解制异丁烯装置换热网络节能研究

采用夹点技术对某MTBE裂解制异丁烯装置的现有换热网络进行了节能研究，找出了现有换热网络中存在的问题，通过对换热网络的分析和优化改造，实现了装置的节能降耗。现有换热网络热公用工程量为2154．95kW，冷公用工程量为2094．65kW，通过夹点分析确定了最小热公用工程用量为1869．83kW，最小冷公用工程用量为1809．53kW。参考央点设计原则和现有的换热网络结构，提出了优化改进方案：拆除了一台加热器和一台冷却器，新增了三台换热器。经过优化改造后，节约热公用工程量285．04kW，节能13．227％；节约冷公用工程量285．04kW，节能13．608％。     

电气石湿帘复合装置对NH_3、H_2S除臭机理研究

本文以黑色电气石为原料,研究了电气石湿帘复合装置活化水对NH_3、H_2S的吸收效果与机理。采用便携式气体检测仪测定NH_3、H_2S浓度,探究了电气石活化水对NH_3、H_2S的吸收效果。结果表明:电气石复合装置可以明显加快水对氨气和硫化氢的吸收,且对氨气的吸收速率更快。     

乌东煤矿急倾斜特厚煤层H_2S防治技术研究

针对神华新疆能源股份有限公司乌东煤矿急倾斜特厚煤层以及H_2S涌出浓度高的特殊性,采用现场实测分析手段,对煤体H_2S赋存运移规律、煤体H_2S抽放半径以及煤体注水湿润半径进行了研究;提出了"抽、注、喷、洒、排、护"H2S综合防治技术体系。研究结果表明,H_2S涌出浓度降至6.6×10-6以下,解决了采煤工作面H_2S气体超限难题,为H_2S煤矿的安全、高效开采提供有效的技术保障。