生物质热载体循环流化床气化系统集成

摘要

面对化石能源的日益枯竭，生物质资源是一种非常有前景的替代能源。在多种生物质处理技术中，生物质气化技术具有较强的原料适应性，可以应对工业化的需求，而热载体循环流化床反应器独特的反应器结构和高质量的合成气产品使其成为现阶段研究的热点。
　　本文采用Aspen流程模拟软件，设计并模拟了基于生物质热载体循环流化床技术的联产油品和电力的集成系统，获得了新工艺的运行数据，通过碳流分析、能流分析和绿色度分析对系统进行了物质、能量和环境的综合评价。
　　碳流分析表明，生物质中16.6％的碳储存在油品中，32％的碳被二氧化碳捕获单元收集，其余的碳以CO2形式排放，生物质转化过程中，CO是生物质转化为液体燃料的中间产物。能流分析表明，生物质的能量利用率为72.1％。其中，液体燃料和电力产品分别占15.7％和24.0％，区域供热占32.4％，与传统热电联产系统相比，该系统具有更高的高附加值产品（油品、电力）能量效率。绿色度分析表明，反应单元和费托合成单元具有较差的环境影响，但是结合二氧化碳捕获单元和发电单元，该系统呈现对环境有利的影响。

目录

声明

摘要

符号表

第1章 绪论

1．1 生物质资源简介

1．1．1 生物质资源的重要性

1．1．2 生物质的主要利用方式

1．2 生物质气化系统概况及不同气化技术

1．2．1 以生物质气化技术为基础的系统构成

1．2．2 不同气化方式的介绍

1．3 研究内容

1．3．1 过程模拟简述

1．3．2 热载体循环流化床反应器介绍及相关研究

1．3．3 集成系统的分析方法介绍

1．4 研究内容及意义

第2章 热载体循环流化床气化系统模拟

2．1 系统框架

2．2 反应器单元

2．2．1 原料的确定

2．2．2 焦油焦炭含量的确定

2．2．3 热载体组成的确定

2．2．4 热载体循环流化床在Aspen中建模与模拟

2．2．5 模型的验证

2．3 二氧化碳分离单元

2．3．1 工艺的选择及流程的构建

2．3．2 参数优化

2．3．3 模拟结果及校核

2．4 费托合成单元

2．4．1 工艺的选择

2．4．2 流程的模拟

2．5 余热再生系统

2．5．1 余热资源介绍

2．5．2 本研究中余热资源的分析与利用

2．6 发电单元

2．6．1 燃气发电机

2．6．2 蒸汽透平

2．7 本章小结

第3章 热载体循环流化床气化系统评价

3．1 碳流分析

3．1．1 方法步骤

3．1．2 碳流结果分析

3．2 能流分析

3．2．1 方法步骤

3．2．2 能流结果分析

3．3 绿色度分析

3．3．1 单元绿色度计算

3．3．2 绿色度结果分析

3．4 本章小结

第4章 结论与展望

附录

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

作者及导师简介