煤基多聯產系統CO2控制一體化技術理論基礎研究

《煤基多聯產系統CO2控制一體化技術理論基礎研究》是依託太原理工大學，由李文英擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：煤基多聯產系統CO2控制一體化技術理論基礎研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：李文英
• 依託單位：太原理工大學

項目摘要

煤基化工動力多聯產系統通過單元過程革新和最佳化集成，是實現煤炭能源高效潔淨利用、可持續發展的核心技術之一。項目立足實現CO2減排控制技術與多聯產系統的有機耦合，以研究新型煤基化工動力多聯產CO2控制一體化能源利用模式為主要目標，著重考察系統中COx的生成、遷移和富集過程中的能流、物流的變化，闡明CO2減排-能量-元素內在機制和聯繫，分析CO2分離和CO2轉化利用的兩種CO2減排控制模式對聯產系統能量利用效率和元素利用效率的影響機理，確定CO2在聯產系統中的遷移、轉化、循環、分離的最佳切入點和工藝技術路線。採用理論計算、流程模擬分析與實驗研究相結合，通過能源動力系統綜合評價指標和方法，建立系統集成最佳化理論，解決煤炭資源生產過程中能量利用合理化、元素利用最大化、環境污染最小化和經濟效益最大化的整體最優工況，實現新型CO2減排控制技術一體化煤基多聯產系統集成創新。

結題摘要

通過分析COx的生成、遷移和富集過程中的能流、物流的變化，揭示了CO2減排-能量-元素內在機制和聯繫，初步闡明了CO2分離和CO2轉化利用的兩種CO2減排控制模式對聯產系統能量利用效率和元素利用效率的影響規律；初步構建了基於CO2轉化利用技術的能源動力系統綜合評價指標，創建了由單目標向多目標轉移的系統性能集成最佳化模擬平台與方法，實現了系統工藝條件、操作參數、系統配置等條件的集成最佳化選擇，進而達到系統在能量利用、元素利用、經濟效益和CO2減排等綜合性能方面整體最最佳化的目標，形成了具有普適性的煤基多聯產與CO2循環利用減排控制一體化集成最佳化理論分析方法雛形。在此基礎上，根據煤炭及其伴隨礦產資源的組成特徵，提出了富含CH4焦爐煤氣與富含CO2氣化煤氣循環轉化利用一體化工藝流程；基於商業化的CO2循環轉化利用及富氧燃燒技術，提出了CO2循環利用耦合富氧燃燒煤基多聯產系統，設計並驗證了CO2捕集與循環利用的甲醇聯產電力的多聯產系統的節能減排優越性。立足解決焦化行業產業鏈過程中的“排碳”和“補碳”矛盾，提出了煉焦-污染物排放控制-化學品合成一體化的低碳循環焦化轉化集成系統技術路線。通過對不同煤基能源轉化系統與CO2減排控制的集成與工藝最佳化研究，系統地闡明了煤基能源生產系統過程中CO2循環利用可以有效實現煤炭轉化源頭節煤、節水，中間過程元素互補匹配、能量梯級利用，終端產品提質（值）和減排CO2的協同。