生物质气化联产燃气和炭的研究进展

首先对我国的生物质资源储量及其能源应用潜力进行了分析;其次详细介绍了生物质气化联产生物燃气和生物质炭技术的原理、技术路线及其影响因素;最后阐述了适应不同原料形态的多种气化集成系统典型案例,并对生物质气化技术进行了展望。生物质气化联产燃气和炭技术的成功实施对实现我国构建清洁低碳安全高效能源体系,提升可再生能源在国家能源供应中比例,实现“碳达峰”和“碳中和”具有重要意义。

大型气化联产热、冷、电、燃料及化工产品

我国的能源资源结构、经济实力和技术装备导致我国现行能源模式不可持续发展。立足我国国情 ,发展气化多联产技术系统 ,是解决当前资源短缺和环境污染问题的关键。大型气化、高效发电及大型碳一合成构成多联产系统的基本要素。依托现有条件 ,构筑我国 2 1世纪能源。

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。

煤炭气化多联产实施的经济性与政策性障碍分析

煤炭气化多联产是煤基能源转化系统未来发展的,它符合国家能源发展的战略,适应清洁生产、循环经济的发展模式,但是目前在我国大力发展煤炭气化多联产技术还存在一定的障碍,本文借用美国的数据对多联产的经济性进行了比对分析,指出多联产缺乏竞争力的根本原因在于它考虑进去了环境成本,同时较为系统的分析了政策、体制等方面存在的障碍,提出了政策方面的科学建议,为有关部门及管理人员制定长远规划和进行科学决策提供了科学的借鉴。

大型气化联产热、冷、电、燃料及化工产品

气化多联产是以煤炭气化为“龙头”，集成化生产热、冷、电、燃料及化工产品的工艺过程，本文介绍国内外气化多联产的发展状况、多联产系统和联合循环发电以及CI基础技术在我国开发应用情况。

煤气化发电与甲醇联产系统环境影响研究与分析

通过对兖矿国泰化工有限公司煤气化发电与甲醇联产系统在节能和产排污方面的研究分析,对比说明了煤气化发电与甲醇联产系统在节能、环保方面的优势。

兖矿煤气化多联产系统关键技术的研发与工业应用

煤基多联产系统是实现煤炭高效、灵活、洁净和经济利用的系统。兖矿集团积极参与煤气化多联产技术的研发与示范,通过“九五”、“十五”期间的科技攻关,在煤气化多联产系统核心单元技术—大型煤气化技术、煤间接液化技术和多联产系统集成技术的研发上取得了突破和创新性结果,基本掌握了系统集成与优化设计技术,完成了煤气化发电与甲醇联产系统示范项目建设任务,奠定了以煤气化为核心的电力和化工产品多联产系统的工业化研发和示范基础,并形成了自主开发与创新能力。

煤气化多联产装置的动态模拟分析

建立某典型的煤气化多联产装置的动态模型,针对设计负荷下发生单台或多台气化炉跳车时的装置运行情况进行动态模拟。按照实际装置的产品分配原则,以优先确保燃料气供应为目的,初定了4套预案并进行动态测试,最终获得了一套既可优先保障燃料气供应,又可保证装置不低于操作下限运行的产品再分配方案。该模型可沿用于其他负荷下发生单台或多台气化炉跳车的动态分析,并且对同类煤气化多联产装置完善工艺及控制设计、进行事故分析及应对具有指导意义。

煤气化多联产及IGCC系统中气化工艺的比较与选择

对大型IGCC电站及多联产系统中煤气化技术,如Texaco、Shell、E-gas(Deste)c、Prenflo及多喷嘴对置式水煤浆气化技术进行综合分析评价与比较。

生物质气化多联产技术及其效益分析——以安徽昌信生物质能源有限公司为例

生物质气化技术经过多年的发展,现已得到充分开发,正朝着实现商业化发电方向迈进。安徽昌信生物质能源有限公司通过利用生物质气化多联产技术,研发出了国内技术领先的生物质制气成套设备,初步实现了生物质气化技术的商业化,并取得了一定的经济效益和社会效益。针对该公司计划投入的30兆瓦生物质气化多联产项目为例,进行项目的经济效益和社会效益的分析,认为当前生物质气化多联产技术发展前景较好,国家应加大对该项技术的发展支持。

“863”煤气化多联产示范项目通过验收

国家“863”计划重大项目——以煤气化为基础的多联产示范工程日前在北京通过技术验收。该项目的实施标志着我国在以煤气化为基础的多联产及IGCC关键技术研发和工业示范方面取得了重大进展，具备了相关技术自主研发、系统集成和工程成套能力。

基于虚拟仿真技术的生物质气化多联产实验设计与实现

虚拟仿真实验技术是实现在线实验教学,保证教学质量的有效手段,是实验教学的发展方向。为了解决生物质气化多联产实验实践教学环节中存在设备规模大、有高温危险性、单次实验运行成本较高、时间长等问题,运用Unity3D软件、SQL server等数据库,构建了预习、操控、拓展设计以及考核评价为一体的生物质气化多联产虚拟仿真实验教学系统,这种虚实结合、相互辅助的实验教学形式能够激发学生的学习兴趣,有效提高实验教学质量,切实提升学生实践和创新能力。

煤基化工与动力多联产系统开拓研究

煤气化发电－甲醇联产系统是一种建立在能的梯级利用概念基础上，融合了ＩＧＣＣ动力系统与甲醇生产流程的新颖的多联产总能系统。本文对多联产系统进行了开拓性研究，基于能的品位原理揭示多联产系统能量转换的本质及基本规律，并通过联产系统与分产系统的比较，指出联产系统高效、灵活与清洁等特点．

低碳能源时代中国热电联产的发展趋势

在分析低碳时代中国乃至世界的能源结构将向以可再生能源和天然气为主转型,煤将通过CCS的方式清洁利用的发展趋势和中国热电联产（CHP）30年进展及其存在的问题的基础上,指出了中国热电联产（CHP）的2大趋势：①燃煤CHP将以大、中型煤气化多联产为主流;②天然气CHP将发展为分布式冷热电联供能源系统（DES/CCHP）,并替代煤成为工业和城市商住建筑物能源供应的主体.中国需借鉴西方CCHP成熟技术,结合国情集成创新,抓住工业化和城镇化的历史机遇,把发电与向工业用户供蒸汽,向公共建筑供暖、供冷和向民居供暖及生活热水结合起来;在10~20年内把能效提高到世均水平.

IGCC–甲醇多联产系统节能分析

为评价以气流床粉煤气化为基础的整体煤气化联合循环(IGCC)甲醇多联产系统配置方案,采用Aspen Plus软件对多联产系统进行系统模拟。配置方案中气化工艺分别采用废锅流程和激冷流程,IGCC和甲醇合成组合方式分别采用串联和并联,以相对节能率作为指标对所建立的多联产系统进行评价。结果表明:废锅流程节能效果优于激冷流程。废锅并联组合通往甲醇侧的合成气比例增大时,相对节能率随之增大;废锅串联组合合成甲醇循环气与新鲜气的比例增加时,相对节能率增大。采用分摊算法分别计算了IGCC甲醇废锅并联多联产系统的发电和甲醇合成的煤耗。随着通往甲醇合成侧的合成气量的增加,供电的煤耗显著减少,甲醇合成的煤耗略有减少。

气化温度对生物质气化的可燃气、炭和焦油特性的影响

【目的】生物质气化技术是一种清洁可再生的能源利用技术。研究气化温度对气化产物特性的影响机制,构建气化产物特性的演变规律,对中国实现碳达峰与碳中和目标具有重大意义。【方法】以玉米Zea mays秸秆、棕榈Trachycarpus fortunei壳和马尾松Pinus massoniana等3种农林生物质废弃物为原料,以空气为气化剂,采用自制的微型固定床气化装置,开展3种生物质的气化多联产研究,系统研究了不同气化温度(700、800、900℃)对气化性能的影响,以及对气化三相产物(可燃气、生物质炭与焦油)特性的影响机制。【结果】随着气化温度从700℃增加至900℃,可燃气的质量产率逐渐增加,而生物质炭和焦油的质量产率逐渐减小。较高的气化温度有利于提升可燃气的热值。在3种原料中,马尾松可燃气的热值最高,一氧化碳、氢气和甲烷体积分数分别为40.03%、18.27%和18.29%,低位热值达13.58 MJ·m^(-3)。随着气化温度的增加,生物质炭中的碳元素质量分数增加,氢元素质量分数下降,灰分质量分数大幅增加,其中马尾松炭的热值最高,达29.70 MJ·kg^(-1)。随着气化温度的增加,3种原料的气化液体产物中酸类、醇类、醛酮类、呋喃类化合物相对含量逐渐减小,而芳烃类化合物相对含量大幅增加,其中马尾松的芳烃类化合物相对含量最高,达到61.12%。【结论】气化温度对生物质气化三相产物的产量及特性有显著的影响,选择合适的气化温度对提高生物质可燃气热值及气化效率至关重要。

煤气化多联产系统集成及规律研究

研究了以煤气化为核心的多联产系统中化工生产过程与动力生产过程的特点,试图从能源科学与化工科学的交叉领域寻找同时解决资源、能源和环境问题的新途径;为更准确地对多联产系统进行模拟研究,需要借助ASPEN Plus和Thermoflow先建立关键部件的模型,进而综合这两款软件的优势建立全系统的流程模拟,并按照物质世界本身的属性——氢碳比、压力、物质和温度等的梯度利用特征,拓展能量利用形式,优化工艺流程。

钢铁工业绿色能源系统研究

基于能源领域煤气化多联产思想,提出了钢铁工业解决能源利用与污染排放问题的新思路。提出的钢铁企业多联产清洁能源系统模型,使未来钢铁企业在质优、价廉、清洁地生产钢铁产品的同时,可望成为高效、清洁的绿色能源系统。本文进一步提出了全生命周期的多联产系统工程的概念,并建立了可适应多联产系统工程研究的数字分析平台解决方案。

我国煤炭清洁利用战略探讨

中国在一定时期内能源结构仍将以煤为主,而煤炭的清洁利用将是我国未来能源战略的关键问题。目前煤炭清洁利用单元技术主要有整体煤气化联合循环(IGCC)、煤炭地下气化技术(UCG)以及以煤气化为龙头,以碳一化工技术为基础,合成、制取化工产品和燃料油的现代煤化工。现代煤化工包括煤制油、煤制天然气、煤制烯烃、煤制乙二醇、煤制乙炔等,其产品大多属于石油化工产品的替代品。现代煤化工在世界范围内还没有完全成熟的技术和成功的工业化经验可借鉴,尚处在探索、验证阶段,发展前景仍存在不确定性。为此有学者提出,煤化工项目应与IGCC发电等一起发展多联产系统,从而实现经济效益最大化、环境污染最小化。煤基多联产比单纯的IGCC发电具有更好的经济性、更高的能量效率以及更加灵活的操作性,而作为先进的洁净煤技术,IGCC将成为未来能源系统的核心技术和重要基础之一。煤气化是IGCC的核心技术,煤炭地下气化技术开辟了煤炭高效、清洁、低碳开发利用的新途径,是从根本上解决传统开采方法存在的一系列技术和环境问题的重要途径。近年来,我国现代煤化工产业发展迅速,但同时也呈现出过热和无序发展态势。目前煤化工的经济性并没有得到充分论证和认可,国内当前正在运营的项目较大部分仍处于试点阶段。以煤气化为龙头的IGCC多联产是我国煤炭清洁利用的战略方向。目前我国IGCC和多项现代煤化工技术已具备技术推广的条件,国家应该从管理体制、政策法规、融资等方面给予大力扶持。