几种二甲醚合成工艺的技术经济分析

为了比较新型二甲醚单产系统和联产系统的技术经济特性，构造了以LPDME浆态床二甲醚反应器为核心的一步法二甲醚合成系统及其模型。并对3种二甲醚合成系统进行了技术经济分析。结果表明，相对于LPDME二甲醚单产系统，新型二甲醚／动力联产系统的相对节能率为0．34％。对于20万t／年二甲醚产量规模，当天然气价格在0．66元／Nm^3、电价在0．25元／kWh情况下，二甲醚／动力联产系统的二甲醚成本最低。分析结果表明：在天然气资源丰富而价廉地区，新型二甲醚系统具有一定的经济优势。图6表3参15     

二甲醚多联产系统的能量分析

多联产系统是未来源环境可持续发展的重要方向。二甲醚性能优秀,应用广泛。本文提出了以煤气化为核心一步法制取二甲醚的多联产系统流程,利用热力学方法分析了其热效率,比较了联产和分产的能耗,显示出多联产系统的节能优势。分析了水煤气变换和脱碳单元对多联产系统效率的影响,在复杂流程的基础上构建简单流程进行对比,其节约煤耗更加可观,体现了多联产系统整体优化的思路。     

生物质气一步法合成二甲醚化学平衡分析

对生物质基合成气合成二甲醚反应体系进行热力学参数计算.选取CO、CO2加氢合成甲醇及甲醇脱水生成二甲醚为独立反应,CO、CO2、二甲醚为关键组分,提出了合成气合成二甲醚的计算模型.讨论了温度、压力对生物质气合成二甲醚化学平衡的影响.结果表明:CO平衡转化率、DME平衡收率随温度的升高而下降;随压力升高,CO平衡转化率、DME平衡收率增加.     

多联产系统中合成气一步法制取二甲醚的热力学分析

二甲醚具有良好的物理化学性质,市场前景广阔,合成气一步法制取工艺因其成本低而受到普遍关注,而多联产系统联产二甲醚可有效降低初投资。构建了合成气一步法制取二甲醚工艺的化学平衡计算模型,研究了在多联产系统中反应温度、压力和原料气配比对二甲醚平衡产率的影响,得到的优化温度为220~260℃,压力为4~6M Pa,使得二甲醚平衡产率取极大值的H2/CO<1,对于晋城9#无烟煤产生的合成气,优化H2/CO是0.75~0.8。     

多联产系统的能值评估

为了扩展能值分析方法的应用范围,根据能值分析的基本思想,并以能量守恒和能值守恒为依据,提出了能反映多联产系统特点的能值评价指标,该能值评价指标将多联产系统的成本结构、排放影响和节约的资源置于同样重要位置考虑.以煤基燃料-电力多联产系统（甲醇-电力,氢-电力）为案例进行了能值分析.结果表明：该能值评价指标能全面度量多联产系统及其可持续性;多联产系统的连接模式、技术配置等因素均影响着多联产系统的可持续性;合适的燃料-电力比例的多联产系统的可持续性与单产系统相比有明显改善.图4表3参11     

生物质热解气化制备二甲醚合成气的灰关联分析

通过制备二甲醚合成气的生物质慢速热解气化实验,得到了热解气化炉中主要可调节参数热解温度、进料速率等与生物质热解气中H_2、CO等含量的数据.利用灰色关联方法,分析了主要可调节参数与生物质气中H_2、CO含量及H_2/CO比值的关系.结果表明:热解温度对生物质气中心、CO含量及H_2/CO比值的影响最为明显(其关联度为(0.705,0.760,0.641)),进料速率次之,罗茨风机抽气速率最弱;CO含量受3个主要可调节参数的影响最为明显(其关联度为(0.760,0.628,0.709)~T).根据该实验制备H_2/CO比值接近2的二甲醚合成气的目标和灰关联分析结果,提供了增大H_2/CO比值的方法.找出了热解气化炉中的可调节参数中影响生物质热解气体产物H_2、CO含量的主要参数,为生物质热解气化合成二甲醚中制备较高含量的H_2、CO及合适H_2/CO比值的合成气提供了前提条件.     

"双气头"多联产系统基础研究——焦炉煤气制备合成气

介绍了“气化煤气,热解煤气共制合成气的多联产新模式”（简称“双气头”多联产）及实验研究的主要结果。     

二甲醚-解决中国能源安全与环境保护之路

作为世界上人口最多的发展中国家,我国正面临能源供给和环境保护的双重巨大压力。二甲醚(Dimethylether),简称DME,是一种无毒含氧燃料,它可从煤、煤层气、天然气、生物质等多种资源制取。本文介绍了二甲醚燃料的国内外发展现状和应用前景。重点介绍了二甲醚作为车用燃料的发展潜力和市场前景、我国首台二甲醚城市客车的研发情况。二甲醚有望成为我国石油替代的重要途径,解决我国油品短缺矛盾和能源安全问题,对于我国经济发展与环境保护具有重大战略意义。     

百吨级生物质合成气合成二甲醚中试系统设计及运行分析

该系统以农业废弃物玉米芯经富氧气化制备的低H_2/CO合成气为气源,采用固定床一步法合成二甲醚工艺,高效生产DME产品.运行结果表明,在空速为650h~(-1)和1200h~(-1)时,CO单程转化率分别为82.00%和73.55%.DME选择性分别为73.95%和69.73%,DME时空产率分别为124.28kg/(m~3·h)和203.80kg,(m~3·h).生物质合成气的深度脱氧和脱焦油是保证合成系统稳定运行的关键.合成尾气H_2/CO较高,经脱CO_2后循环利用可大大提高DME的产率.     

化工动力多联产系统设计优化理论与方法

化工动力联产备受关注,文章概述作者团队对多联产系统设计优化理论与方法的研究。从领域交叉层面探讨联产系统集成理论,阐明了能的综合梯级利用和控制CO2一体化原理;基于新原理,诠释了多联产系统类型和集成特征,凝练了系统集成的三个一般性原则思路和体现这些原则的优化整合途径和手段。然后,构建了相关的联产系统设计优化方法：基于相对节能率和基于化学能梯级利用机理的设计方法。实例研究验证了所提出理论与方法的有效性、实用性。     

化工动力多联产系统及其集成优化机理

系统集成优化理论是发展多联产系统的最重要核心科学问题,本集体依托国家重大科研项目开展相关研究,得出部分阶段成果：概述化工动力多联产系统的基本概念、本质特征与特点,阐述研究提出的多联产系统集成原则思路与体现这些原则的优化整合手段,以及从系统集成构成层面把多联产系统分为5类基本类型（简单并联型、综合并联型、简单串联型、综合串联型和串并联综合型等）,列举实例及分析其主要特征等。     

煤基氨-动力多联产系统的设计和分析

煤基氨-动力多联产系统是一种建立在能量梯级利用概念基础上,融合了煤气化联合循环发电系统和合成氨流程的化工-动力多联产系统.利用大型化工流程模拟软件Aspen Plus对各系统进行了流程模拟,分析比较了分产系统和多联产系统的性能,指出该多联产系统可节能9.1%.借助于图像分析法,揭示了系统性能改善的内部机理.图11参10     

结合冶金的煤基多联产系统及其数字仿真平台框架

以煤气化为核心的多联产思想是实现未来中国能源可持续发展的重要思路．文中将该前沿思想进一步推广至冶金领域，结合世界钢铁领域先进的熔融还原COREX炼铁工艺，分析了COREX联产电力的经济环境效益．提出了未来煤基多联产系统概念模型及开展复合大系统优化集成研究的平台软件框架解决方案。具有丰富动力工程、化工、冶金等重要煤基工业过程模型资源的，可用于灵活配置各种多联产流程的优化集成平台将为未来多联产系统的真正实现提供科学分析和开发工具。图6参3     

水煤气变换反应对多联产系统能源转换效率与温室气体排放的影响

建立并完善了煤基合成气液体燃料/电力多联产仿真和优化模型.应用该模型能准确地预测出系统在不同压力下蒸汽发生潜力和相应的蒸汽循环发电能力.研究了水煤气变换反应器对系统能源转换效率与温室气体排放的影响,其结果对于未来多联产系统设计优化及控制温室气体排放方面研究具有参考价值.图3表3参14     

层次分析法在多联产系统综合性能评价中的应用

按照系统工程方法进行多联产系统的优化设计，应用层次分析法建立了多联产系统综合评价模型，对多种甲醇．电多联产系统方案进行了单项效益和综合效益的计算、分析和评价，进一步证明了多联产方案比单产方案在节能、经济、环境保护方面有较大优势，并指出：在年产甲醇20万t，发电容量300MW的规模下，富CO气体一次通过并联多联产系统（E1）和富CO气体一次通过串联多联产系统（F1）综合效益较高，可以根据实际情况来选取，为系统进一步优化指明了方向。图1表8参10     

煤气化多联产系统中燃气轮机的改造与运行过程分析

本文简述了煤气化多联产系统中燃用中低热值合成气燃气轮机燃烧室的改造方法,详细分析了改造后机组的启动及油切气两个关键过程。     

以煤气化为核心的甲醇、电的多联产系统分析(下)

煤气化和多联产是煤清洁利用的必然发展趋势，多联产在系统方面还存在很多有待研究的问题。本文通过对不同设计的甲醇、电的多联产系统在经济、能量、环境三方面的比较，得出了甲醇、电多联产系统的最优设计，定量分析了多联产系统对比产品单独生产的好处。并进一步对多联产系统产生经济、节能效益的机理进行了揭示。图11表1参4     

Dynamic Simulation of a Novel Solar Polygeneration System for Heat,Power and Fresh Water Production based on Solar Thermal Power Tower Plant

A novel solar polygeneration system for heat, power and fresh water production with absorption heat pump(AHP) and humidification-dehumidification(HDH) desalination system was proposed for high-efficiency utilization of solar energy. A case study of the proposed system was investigated based on 1 MW solar thermal power(STP) tower plant located in Beijing. Depending on mathematical modeling of the proposed system, corresponding modules were developed in TRNSYS. Meanwhile, control and operation str...