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毕业论文网 > 开题报告 > 化学化工与生命科学类 > 化学工程与工艺 > 正文

基于双化学回路的零碳排IGCC系统模拟与优化开题报告

 2021-02-22 11:49:20  

1. 研究目的与意义(文献综述)

IGCC(Integrated Gasification Combined Cycle)即整体煤气化联合循环发电系统,是将煤气化技术和高效的联合循环相结合的先进动力系统。IGCC由两部分组成,即煤的气化与净化部分和燃气──蒸汽联合循环发电部分。第一部分的主要设备有气化炉、空分装置、煤气净化设备(包括硫的回收装置);第二部分的主要设备有燃气轮机发电系统、余热锅炉、蒸汽轮机发电系统。IGCC的工艺过程如下:煤经气化成为中低热值煤气,经过净化,除去煤气中的硫化物、氮化物、粉尘等污染物,变为清洁的气体燃料,然后送入燃气轮机的燃烧室燃烧,加热气体工质以驱动燃气透平做功,燃气轮机排气进入余热锅炉加热给水,产生过热蒸汽驱动蒸汽轮机做功。

IGCC技术把洁净的煤气化技术与高效的燃气──蒸汽联合循环发电系统结合起来,既有高发电效率,又有极好的环保性能,是一种有发展前景的洁净煤发电技术。在目前技术水平下,IGCC发电的净效率可达43%~45%,今后可望达到更高。而污染物的排放量仅为常规燃煤电站的1/10,脱硫效率可达99%,二氧化硫排放在25mg/Nm3左右,远低于排放标准1200 mg/Nm3,氮氧化物排放只有常规电站的15%~20%,耗水只有常规电站的1/2~1/3,对于环境保护具有重大意义。与传统煤电技术相比,IGCC将煤气化和燃气-蒸汽联合循环发电技术集成具有发电效率高、污染物排放低,二氧化碳捕集成本低等优势,是目前国际上被验证的、能够工业化的、最具发展前景的清洁高效煤电技术。

IGCC技术的高效节能引领煤气发电进入了环保清洁的新时代,在我国掀起了一股发展IGCC项目的热潮。在2009年国家科学技术进步奖中,“高效洁净煤制甲醇与联合循环集成系统的研发和示范”工程将这两方面完美地结合在了一起。这一获奖成果是我国IGCC领域涵盖从基础研究、技术研发、试验验证到工程示范的首次完整结合,开创了国内IGCC研发与示范的先河。
2009年7月6日,中国首座自主开发、设计、制造并建设的IGCC示范工程项目华能天津IGCC示范电站在天津临港工业区正式开工。据2010中国IGCC多联产峰会官方网站的统计,目前中国在华北、华东和华南地区已经拥有12个IGCC发电及多联产项目。
经过多年发展,目前世界范围内有18座IGCC电厂,约4200兆瓦机组在运,供电效率已达到设计值的43%,可用率达到85%。IGCC发电技术优越的环保特性,使之成为现有发电技术减排二氧化碳温室气体最可行、最经济的方法,为规模化、经济化减排二氧化碳创造了条件。其中国外的IGCC电站主要TEXACO、DESTEC、SHELL、PRENFLO。天津IGCC电站是我国具有完全自主知识产权的首座250兆瓦级IGCC示范电站,形成了完备的IGCC自主知识产权体系,打破了国外技术和设备的垄断,代表世界洁净煤发电技术前沿水平的“绿色煤电”计划取得了实质性突破。

2. 研究的基本内容与方案

基本内容:

1)查阅资料了解igcc系统的aspen plus模拟与优化技术;

2)分析igcc联合循环的特点和部件构成,阐述模块化建模思想,并应用模块化建模方法建立适合igcc特点的联合循环子系统模型;

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3. 研究计划与安排

1)第3-4周:查阅相关文献资料,明确研究内容,了解研究所需相关资料,确定方案,完成开题报告;

2)第5-10周:根据igcc企业实际工序,建立流程模型,分析此网络存在的问题,确立优化目标;

3)第11-14周:寻找优化条件,确立优化求解方法,计算得到优化结果;

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] lin z, zhang z, fan j, etal. polygeneration of hydrogen and power based on coal gasification integrated with a dual chemical looping process:thermodynamic investigation[j]. computers amp; chemical engineering, 2016, 84:302-312.

[2]张宗飞. 基于aspen plus的煤粉气化模拟[j].化肥设计.2008,46:14-19

[3]焦树建. 论igcc电站中气化炉型的选择[j].燃气轮机技术.2002,15(2):5-14

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