基于能量-（火用）-能值分析的生物質(zhì)熱解提質(zhì)制油系統(tǒng)性能評價.pdf

1、由于化石能源不可再生且燃燒污染嚴重，生物質(zhì)能的應(yīng)用技術(shù)越發(fā)成為研究熱點。本文以樟子松為生物質(zhì)原料，針對生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為液體燃料的兩種方案:生物質(zhì)快速熱解催化加氫提質(zhì)制油方案和生物質(zhì)快速熱解超臨界乙醇提質(zhì)制油方案，構(gòu)建了能量-(火用)-能值分析的遞進層次性分析體系，對兩種方案進行了評價研究，為生物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程的優(yōu)化和發(fā)展方向提供了理論指引。
　　首先，本文基于Aspen Plus軟件，建立系統(tǒng)仿真模型，并基于仿真得到的熱力學(xué)參數(shù)，對系統(tǒng)進

2、行能量分析，結(jié)果表明:超臨界乙醇提質(zhì)方案的總能量投入大于催化加氫提質(zhì)方案的總能量投入，催化加氫提質(zhì)方案所制取高品位生物油的熱值高于超臨界乙醇提質(zhì)方案所制取高品位生物油的熱值，催化加氫提質(zhì)方案全系統(tǒng)的能量效率為34.57％，小于超臨界乙醇提質(zhì)方案全系統(tǒng)的能量效率39.06％，但超臨界乙醇提質(zhì)方案需額外通入大量乙醇，工藝優(yōu)化的方向在于減小乙醇的投入量;
　　然后，本文對兩種提質(zhì)方案進行了(火用)分析，基于仿真得到的熱力學(xué)參數(shù)計算，將全

3、系統(tǒng)劃分為熱解系統(tǒng)、重整系統(tǒng)和提質(zhì)系統(tǒng)三個子系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)兩種方案熱解系統(tǒng)的(火用)效率相同，均為57.99％，但超臨界乙醇提質(zhì)方案重整系統(tǒng)和提質(zhì)系統(tǒng)的(火用)效率均大于催化加氫提質(zhì)方案，超臨界乙醇提質(zhì)方案和催化加氫提質(zhì)方案全系統(tǒng)的(火用)效率分別為36.05％、30.74％;兩種方案均是熱解系統(tǒng)的(火用)損比例最大，提質(zhì)系統(tǒng)次之。以溫度、壓力和水油比作為影響因素，對生物油餾出份水蒸氣重整過程進行了敏感性分析，發(fā)現(xiàn)當溫度為700℃，壓力為1

4、3.9MPa，水油比為10時，重整系統(tǒng)(火用)效率達到峰值64.32％。
　　接著，本文對兩種提質(zhì)方案進行了能值分析，明確了能值的投入產(chǎn)出結(jié)構(gòu)，計算了能值指標，并與另外四種生物質(zhì)能利用方案對比，結(jié)果表明:兩種提質(zhì)方案的人類社會投入均占主導(dǎo)，其中又以工業(yè)水和肥料的投入占比最大，但超臨界乙醇提質(zhì)方案中乙醇投入也占很大比例，其優(yōu)化方向更側(cè)重于調(diào)整工藝，制取乙醇;生產(chǎn)等量燃料，超臨界乙醇提質(zhì)方案消耗的太陽能更少，效率更高，但在人類社會投入

5、及總投入方面，催化加氫提質(zhì)方案少于超臨界乙醇提質(zhì)方案，且催化加氫提質(zhì)方案的系統(tǒng)可再生率更高，對環(huán)境的壓力更小，工藝更受環(huán)境支持;催化加氫提質(zhì)方案和超臨界乙醇提質(zhì)方案的可持續(xù)發(fā)展系數(shù)分別為0.96、0.59，其他四種方案的可持續(xù)發(fā)展系數(shù)均在0.5以下，說明催化加氫提質(zhì)方案的可持續(xù)發(fā)展性高于超臨界乙醇提質(zhì)方案。
　　最后，本文選取生物質(zhì)氣化合成乙醇工藝與超臨界乙醇提質(zhì)方案耦合，構(gòu)建優(yōu)化方案，組成三種提質(zhì)方案，進行能值分析，并與其余幾種