基于輸運(yùn)床氣化爐的IGCC系統(tǒng)集成研究的開題報(bào)告

基于輸運(yùn)床氣化爐的IGCC系統(tǒng)集成研究的開題報(bào)告一、選題背景燃煤發(fā)電是目前世界范圍內(nèi)主要的電力供應(yīng)方式之一，但它也是造成環(huán)境污染的重要來源。以燃煤為基礎(chǔ)的發(fā)電場(chǎng)站，大量二氧化碳?xì)怏w、氮氧化物、硫氧化物、PM2.5等污染物排放，對(duì)環(huán)境和健康產(chǎn)生了不良影響。因此，低排放、高效率的煤電技術(shù)是國(guó)際上廣泛關(guān)注的問題之一。為了提高燃煤發(fā)電的能源利用效率，逐漸實(shí)現(xiàn)清潔能源的轉(zhuǎn)型，先進(jìn)的集成氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)系統(tǒng)被廣泛使用。該系統(tǒng)由煤氣化單元、氣化爐、燃?xì)廨啓C(jī)、蒸汽輪機(jī)等組成，可實(shí)現(xiàn)高效、低排放的電力生產(chǎn)，具有極高的應(yīng)用價(jià)值。而輸運(yùn)床氣化爐則是當(dāng)前比較流行的一種煤氣化技術(shù)，其具有高效率、高靈活性、高熱值氣體、低氮氧化物排放等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是未來煤氣化技術(shù)發(fā)展的主要方向。因此，本文將基于輸運(yùn)床氣化爐的IGCC系統(tǒng)進(jìn)行深入研究和探討，旨在提高煤炭資源的利用效率和降低煤炭資源的消耗，以期為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的清潔能源生產(chǎn)做出貢獻(xiàn)。二、研究目標(biāo)本研究的主要目標(biāo)是通過對(duì)輸運(yùn)床氣化爐的研究和探索，以及對(duì)IGCC系統(tǒng)的優(yōu)化和改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：1.建立輸運(yùn)床氣化爐的數(shù)學(xué)模型，分析其氣化反應(yīng)機(jī)理和過程控制、熱動(dòng)力學(xué)特性等；2.設(shè)計(jì)并建立基于輸運(yùn)床氣化爐的IGCC系統(tǒng)模型，包括氣化單元、氣化爐和燃煤發(fā)電等各個(gè)環(huán)節(jié)；3.對(duì)建立好的系統(tǒng)進(jìn)行性能分析和優(yōu)化，考慮各種因素影響，如溫度、壓力、氣體流速、催化劑活性等，為實(shí)現(xiàn)高效率、低排放的電力生產(chǎn)提供理論依據(jù)；4.在數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，開展相關(guān)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性和可靠性，并進(jìn)一步改進(jìn)模型，提高模型的預(yù)測(cè)能力。三、研究?jī)?nèi)容本研究將主要包含以下內(nèi)容：1.輸運(yùn)床氣化爐的數(shù)學(xué)模型：建立輸運(yùn)床氣化爐的數(shù)學(xué)模型，包括輸送層建模、化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)建模、傳熱傳質(zhì)建模等，進(jìn)一步深入了解其氣化反應(yīng)機(jī)理和過程控制、熱動(dòng)力學(xué)特性等。2.基于輸運(yùn)床氣化爐的IGCC系統(tǒng)：建立基于輸運(yùn)床氣化爐的具體IGCC系統(tǒng)模型，包括氣化單元、氣化爐、燃?xì)廨啓C(jī)、蒸汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)等各個(gè)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)煤炭資源的高效利用和低排放生產(chǎn)。3.性能分析和優(yōu)化：對(duì)建立好的系統(tǒng)進(jìn)行性能分析和優(yōu)化，對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)考慮各種因素影響，如溫度、壓力、氣體流速、催化劑活性等，提高系統(tǒng)的能源利用效率和電力發(fā)電效率。4.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和模型改進(jìn)：在數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，開展相關(guān)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性和可靠性。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)一步改進(jìn)模型，提高模型的預(yù)測(cè)能力和應(yīng)用價(jià)值。四、研究方法和技術(shù)路線1.研究方法：以輸運(yùn)床氣化爐為對(duì)象，利用傳熱學(xué)、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、熱工學(xué)、流體力學(xué)等學(xué)科理論，從宏觀和微觀角度深入研究其氣化反應(yīng)機(jī)理、特性和過程控制。2.技術(shù)路線：階段1：文獻(xiàn)調(diào)研和資料搜集，了解當(dāng)前輸送床氣化爐和IGCC系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。階段2：建立輸送床氣化爐的數(shù)學(xué)模型，包括輸送層建模、化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)建模、傳熱傳質(zhì)建模等。階段3：建立基于輸送床氣化爐的IGCC系統(tǒng)并進(jìn)行性能分析和優(yōu)化。階段4：開展相關(guān)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性和可靠性，并進(jìn)一步改進(jìn)模型。五、研究意義和創(chuàng)新點(diǎn)經(jīng)過本次研究，我們可以深入了解輸運(yùn)床氣化爐的氣化反應(yīng)機(jī)理、特性和過程控制，建立基于輸運(yùn)床氣化爐的IGCC系統(tǒng)模型，實(shí)現(xiàn)高效、低排放的電力生產(chǎn)，從而降低能源消耗，減少二氧化碳等污染物的排放，對(duì)環(huán)境保護(hù)和清潔能源生產(chǎn)具有重要意義。本研究的創(chuàng)新點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1.基于輸運(yùn)床氣化爐的IGCC系統(tǒng)模型，具有更高的能源利用率和電力發(fā)電效率，可實(shí)現(xiàn)高效、低排放的電力生產(chǎn)。2.研究了輸送床氣化爐的氣化反應(yīng)機(jī)