关键词： 高加解列   生物质能   发电机组   循环热效率  

摘要： 本文结合某生物质热电厂运行机组的实际情况,就高加组投退对发电机组循环热效率的影响进行了重点分析与探讨,并得出重要结论,一共相关专业人士参考.

关键词： 生物质能   可再生能源  

摘要： "生物能源是‘可再生能源中被忽视的巨人’,挖掘出生物质能的巨大潜能,可以帮助我们为后代打造一个低碳能源体系。"IEA可再生能源中心主任Paolo Frankl在上述论坛致辞中表示,中国可再生能源有了长足的发展,但是二氧化碳的排放增长仍然需要进一步被遏制,这就需要重塑能源体系。PaoloFrankl表示,"在光伏、水电发展上中国都是首屈一指,所以要更多地关注供热,供热占到了能源需求的半壁江山。生物质能和可再生能源供热仍然有大幅提升空间,通过良好的市场设计和政府市场支持就可以提升市场应用。同时也可以解决三农问题以及帮助中国解决空

关键词： 城市钢厂   生物质能   生活垃圾   气化催化改质   环境负荷物质   清洁燃料  

摘要： 生物质能作为可替代清洁能源之一,其利用与推广备受世人关注。开展城市钢厂协同处置生物质废弃物,不仅可以制备多种形式的生物质能,还可以有效减少CO2排放,推进钢铁工业绿色低碳高质量发展。在此背景下,本文从钢厂与城市协同发展,实现资源与能源深度利用出发,依托国内某知名钢厂的重大课题,以城市有机废弃物为主要研究对象,先后开展了热解气化、催化改质制富氢合成气和固废基生物质炭,以及富氢合成气费托合成制液体衍生燃料等一系列基础性实验研究,考察并分析了多级生物质能制备过程中环境负荷伴生物的生成特性,并实验探索了净化技术工艺,为开发钢铁冶金过程中潜在生物质能源和燃料产品,发挥城市钢厂的“废弃物处理、消纳、再资源化”功能,构建环境亲和的钢厂生态工业链,提供理论依据与实验基础。主要研究成果如下:(1)系统研究了城市钢厂协同处理城市生活垃圾制备多级生物质能的技术路线,并基于大量基础实验分析制备及过程催化机理,形成了城市钢厂制备富氢合成气的成套工艺参数。以城市生活垃圾为原料,在气化温度为850℃,催化改质温度为850℃,氧气添加量 ER(Equivalent Ratio)=0.06,水蒸气添加量 S/C(Steam/Carbon,mol/mol)=3.6条件下,对于活性组分Ni含量为15%,助剂Ce添加量为5%的氧化铝负载型催化剂,可获得H2的浓度最高为37.38%,H2/CO比最高可达2.75富氢合成气合成气;对于活性组分Ni含量为15%,助剂Ce与活性组分Ni摩尔比为0.25的炭材料负载型催化剂,可获得H2的浓度最高为37.76%,H2/CO 比值为2.57的富氢合成气。合成气的成分组成均可满足采用费托合成工艺制备液体燃料的原料要求;(2)系统分析了从城市生活垃圾到液体衍生燃料合成的化学转化反应历程,重点揭示了生活垃圾合成液体生物柴油各环节中催化剂的作用机理。生活垃圾经气化催化改质,费托合成工艺可合成出含有主要成分为直链烷烃C9～C21,石蜡和重质烷烃的液体衍生燃料柴油,合成气制备液体衍生燃料过程主要受合成温度、压力、催化剂的组分等操作变量的影响。对于Co/Al2O3催化剂体系,在260℃,1.5MPa,活性组分Co的负载量为8%时,合成的液体燃料组分以直链烷烃C16～C25为主;对于Cu-Co/Al2O3催化剂体系,在240℃,1.5 MPa,Co的负载量为8%,助剂Cu的量为2%时,合成的液体燃料组分以直链烷烃C10～C21为主,同时还有少量的支链烷烃、石蜡和重质烷烃生成,生成的液体产物更加接近柴油的成分组成;对于Ce-Cu-Co/Al2O3催化剂体系,在200℃,1.5 MPa,Co的负载量为8%,助剂Cu的量为2%,Ce的量为8%时,合成的液体燃料组分以直链烷烃C10～C21为主,同时还有少量的支链烷烃、石蜡和重质烷烃生成,生成的液体产物与柴油的成分组成最接近;(3)研制出可适用于生活垃圾气化改质反应的高效含Ce的Ni基催化剂。分别以氧化铝、活性炭材料为载体,以Ni为活性组分、Ce为助剂的负载型催化剂均可有效促进焦油的裂解,其中无论是采用浸渍法还是共沉淀法制备的15%活性组分Ni,5%Ce助剂的氧化铝负载型催化剂对焦油的催化裂解作用最为显著,可使焦油浓度从30.12g/Nm3分别降低到14.65 g/Nm3和14.21 g/Nm3;炭材料负载型催化剂可以有效促进多环芳烃发生苯环的断裂转化成长链的烷烃类物质,有利于焦油的后续处理和利用,但过量的Ce会抑制了催化剂对焦油的催化裂解性能,从促进焦油的裂解转化角度,应当控制助剂Ce与Ni的摩尔比不高于0.5;(4)详细分析了生活垃圾制备多级生物质能过程中固废基生物质炭、焦油、PAHs、H2S、SO2、NH3、NOx等环境负荷物质的伴生特性,探索了有效净化技术,确保了垃圾经热化学转化及费托合成,制备衍生柴油工艺的环境友好性。伴生的固废基生物质炭经850℃水蒸气活化后可作为活性炭用于重金属捕集和有害气体吸附;催化改质可以有效降低焦油的浓度,使焦油中的多环芳烃转化成长链的烷烃类物质;采用UV-Feton法可以促进洗气水中环境负荷物质的降解,在反应时间为40 min时,苯酚的降解率最大为88.80%,在反应时间为50 min时,多环芳烃平均降解率最大为98.50%;活性炭吸附对于SO2、NH3、NOx作用明显,但是对H2S尤其是低浓度的H2S的脱除效果不明显。采用化学吸收法可以有效脱除H2S,其中30%MEDA/GTS复配型脱硫剂对合成气中H2S的脱除效率可达95%以上,可使H2S的浓度低于费托合成工艺、燃气轮机及燃料电池等应用工序对原料气中H2S存在的容许限值(通常限定H2S浓度在75 mg/Nm3以下)。

关键词： 生物质能   热解反应器   流化床   数值模拟   送风管   整流管   附壁效应   轴向气流速度  

摘要： 生物质来源广泛,总量十分可观,且可再生,并与环境友好,具有十分广阔的应用前景。生物质的利用方式多种多样,其中最受关注的技术之一是热解液化。流化床具有结构简单、工作可靠、调控方便和传热传质效率高等优点,常被用作生物质热解反应器制备生物油。流化床布风系统的布风效果是影响生物质热解的主要因素之一,布风效果好则可强化生物质颗粒流化、提高热解反应效率和提升生物油品质。流化床布风系统的布风均匀性不仅与布风板结构有关,而且还受到布风板前流场状态的影响。为防止床料落入风机,通常采用侧向进风,但这样做又会导致气流偏斜。本文从侧向进风引起气流偏斜这一问题入手,对流化床生物质热解反应器布风系统开展深入研究,利用数值模拟分析影响气流偏斜和附壁的主要因素,并有针对性地对生物质热解流化床的布风系统进行改进设计。本文主要在以下方面开展了研究:1、气流偏斜影响因素的分析侧向进风是导致气流偏斜的直接原因。对比初始结构模型,在保持原有竖直方向存在扩散管的情况下,通过适当增大送风管内径,又在水平方向设置一个扩散管,使风机通入的高速气流能够充分预扩散,从而降低风室内部气流速度分布的不均匀性;仅仅采取增大送风管内径的措施,对减小气流偏斜作用不大,但为进一步优化送风管的结构设计预留了一定的空间。从右侧流入竖直送风管的气流,容易形成向左偏的射流;该射流进入竖直扩散管时由于更偏向左侧管壁,从左侧无法卷吸足够的空气,而从右侧卷吸大量空气形成较大的回流,致使射流加快向左侧壁面偏移而产生附壁效应。气流在风室内上升时,严重偏向左壁,不利于布风板布风,从而影响床体内的流场特性和传热传质效果。2、整流管结构对流场特性影响的研究当从右侧通入的气流转向流入竖直送风管时,存在向左的分速度。在竖直送风管内设置小内径的整流管,迫使靠近壁面的气流转向,减小左向的分速度,同时增大右向的分速度,从而减轻气流偏斜。为避免出现附壁效应,整流管出口处不与扩散管直接连接。相比于其它改进模型,整流管长50 mm的M1模型存在明显的气流偏斜,但相较于初始模型,气流不再附壁。相比于整流管长150 mm的M3模型,采用二级整流管结构的Mts模型能够获得较好的气流分布特性,气流速度的峰值较低、偏斜较小、扩散较快、均匀性较好。继续增大整流管出口段的管道长度,会导致气流偏斜程度加大,不利于风室内流场的稳定。3、送风管和整流管内径对改善流场特性的研究竖直送风管和整流管的尺寸都会对整流效果产生影响。竖直送风管内径越大,气流进入风室前就越容易扩散,平均气流速度则越小,但送风管所占空间也越大;而要使进气气流充分扩散,还需要加长水平方向上的扩散管;而竖直送风管内径越小,气流进入风室前就越不容易扩散,气流平均速度越大。整流管的尺寸越大,则出口射流速度越小,但偏斜越大;整流管尺寸越小,则偏斜越小,但出口射流速度越大。当整流管内径为送风管内径的1/2时,整流效果总体最好,兼有大内径和小内径的优点。其中,送风管内径为80 mm、整流管内径为40 mm的M80-40模型对于改善流场特性的效果最好。利用M80-40模型改进原有装置,对带有布风板的流化床流场特性进行模拟研究,发现能够明显改善床体内的流场特性。

关键词： 矿山废弃地   生物质能   太阳能   生命周期评价  

摘要： 在国内外碳减排压力和我国能源结构调整需求下，我国可再生能源的开发利用压力较大。在矿山废弃地面积大并急需整治的背景下，根据矿山废弃地的区域特征进行可再生能源的合理开发对优化发展可再生能源具有重要意义。本研究以中国矿山废弃地为例，根据中国矿山废弃地特点，因地制宜地提出矿山废弃地的生物质能与太阳能发展模式，应用生命周期评价(LCA)的方法核算中国矿山废弃地的可再生能源发展潜力。研究结果如下:　　(1)中国矿山废弃地面积为22042.00 km2，发展可再生能源的潜力及其效应较大，不同预案的潜力与效应差异较大。预案1以光伏发电最大化为目标模式，总计可发电为1556.00 TWh，生命周期过程能耗量为134.80 Mt标煤，净替代标煤量为538.00 Mt标煤，净碳减排量为1301.00 Mt CO2。预案2以生物质能源利用最大化为目标的生物质能与光伏发电的复合发展模式，光伏与生物质能总的发电量可达到670.40～706.50 TWh，生命周期过程能耗量为58.46～69.80 Mt标煤，净碳减排量为559.20～565.90 Mt CO2。预案3以能源利用综合效益最大化为目标并兼顾矿山生态修复的生物质能与光伏发电的复合发展模式，光伏与生物质能总的发电量可达到1107.90～1137.00 TWh，生命周期过程能耗量为96.05～101.50 Mt标煤，净碳减排量为923.20～926.70 Mt CO2。　　(2)在我国矿山废弃地上选取以下两类植物:能源类植物（纤维素类、油料、糖类植物）和恢复类植物，因地制宜选取各个省份适宜发展的植物，共计19种植物，并具有较大的生物质能能源潜力。按照折合标准煤核算生物质能源潜力，预案1全部发展太阳能而不发展生物质能，所以生物质能源潜力为0;预案2中纤维素类能源植物、油料能源植物和糖类能源植物替代传统化石能源的量分别为1.70～15.60 Mt标煤、0.70～1.80 Mt传统柴油和2.80～4.20 Mt汽油;预案3中依据不同能源植物类型替代不同的传统化石能源，纤维素类与恢复类植物替代1.50～12.90 Mt标煤，油料与恢复类植物替代0.80～6.20 Mt标煤和0.30～0.70 Mt传统柴油，糖类与恢复类植物替代0.80～6.20 Mt标煤和1.20～1.80 Mt汽油。　　(3)通过对预案1中光伏发电系统的分析，多晶硅的电池组的数量是51亿块，矿山废弃地发展光伏最终运行期可能发电量占2017年全国总电力消费量的24.67％。通过对预案2中生物质能与光伏发电复合发展模式分析，光伏发电中多晶硅的电池组数量是21亿块，最终运行期发电量占2017年全国总电力消费量的10.85％～11.50％。通过对预案3的能源复合发展模式分析，多晶硅光伏板的电池组数量是36亿块，最终运行期发电量占2017年辽宁省总电力消费量的18.0％～18.50％。　　(4)在三种预案条件下，太阳能与生物质能在生命周期过程总能耗量为58.46～134.80 Mt标煤，总计净碳减排量为559.20～1301.00Mt CO2，可发电范围在670.40～1556.00 TWh之间，占2017年中国总电力消费量的10.85～24.67％。　　本研究估算在矿山废弃地上发展可再生能源潜力并分析计算其替代化石能源的能力，对于碳减排、能源结构的调整、矿山生态系统的恢复具有重要的研究意义。

关键词： Civil engineering   Water resources management   Environmental engineering   Energy  

摘要： Renewable energy is perceived to increase energy independence. However, most renewable energy installations require a large initial up-front investment defined by complex multi-dimensional implementation processes including planning for an adequate financial structure as well as incorporating various technological, socio-economic and environmental parameters. Moreover, with increasing popularity of renewable energy developments, there is a dire need to fill the significant gap between the energy available for harnessing and the actual energy produced through appropriate analytics which will inform about energy potential from prospective resources. In recent years, production of renewable energy has become increasingly important. Advances have been made in the production of renewable energy potential in wastewater sludge, providing for optimum performance by reducing pollution and increasing energy. Organic matter in wastewater contains cellulose. Delhi Charter Township Wastewater Treatment Plant installed a new fine screening system to keep string-like solids out of the Integrated Biomass to Energy System (IBES) digesters, consisting of a two-stage thermophilic and mesophilic treatment, and also out of the digester heat exchangers, but when the plant installed the fine screens, the production of biogases was reduced. The objectives of this research are to investigate the fate and impact of cellulosic materials on the IBES at the Delhi Charter Township Wastewater Treatment Plant, to compare production of biofuel gases before and after installation of fine screens based on Delhi Charter Township Plant reports, and to evaluate glucose in cellulose as a means of estimating the concentration of cellulose using a Spectrophotometric method after digestion, according to the Standard Kejldhl Digestion Method. Samples were taken from numerous locations such as before and after fine screens, primary tanks, secondary tanks, thermophilic digestion, mesophilic digestion, and stab

关键词： 生物质能   直接补偿机制   间接补偿机制   行为异质性  

摘要： 由于石化资源的日益枯竭,全球面临着严重的能源安全问题。据统计,我国在2012年时,天然气对外依存度已达到30%、石油对外依存度已达到58%,据估计,到2030年后,我国石油和天然气等能源的对外依存度将超过75%,我国能源安全将会受到前所未有的严峻威胁。因此,积极开发利用生物质能,不仅能有效解决我国能源危机,而且还能够有效解决由于过度消费石化能源引起的环境污染问题。我国作为农业大国,生物质能原材料(主要为农作物秸秆)资源丰富,并且由于农作物秸秆本身具有经济性和便利性,现已成为生物质能主要原材料。但是,现在我国农作物剩余利用不足,为生物质能的可持续开发利用带来隐患。因此,政府为解决该问题,出台了《关于发展生物质能源和生物化工财税扶持政策的实施意见》,拟加大对农作物剩余利用补偿力度,完善生物质能生态补偿机制。为有效研究生物质能生态补偿机制,本文主要完成了两大部分的工作,一是在考虑行为异质性的条件下,对直接补偿机制的设计;二是在中间收购模式下间接补偿机制的设计。主要研究内容包括:一是生物质能仿真平台的构建,对仿真平台框架、流程以及环境变量进行设计,然后建立平台上农民、发电厂以及政府决策模型;二是对直接补偿机制进行设计与仿真,在考虑与不考虑行为异质性条件下分别设计两种情景进行分析;三是对间接补偿机制设计了三种不同情景进行仿真分析。研究发现:在直接补偿机制中,考虑农民行为异质性条件下能准确计算生物质原料可开发量,有利于规划建立合理规模的生物质发电厂;在间接补偿机制中,政府对中间收购商进行补贴,由中间商对秸秆进行收购的方式,能够以较低的价格收取区域内全部生物质原料。

关键词： 微藻   脂质利用   生物质能   可再生能源  

摘要： 微藻的高脂质含量使得其成为一种理想的生物质能来源,是近年来全球科学家的研究热点.微藻中脂质的合成过程与光合作用比较类似,主要受光照强度、温度、pH等环境因素和二氧化碳、有机物和无机元素等营养因素的影响.微藻脂质开发的过程主要包括:培养、采收和提取.本文通过对微藻的生长和开发各环节的对比分析,指出微藻脂质利用的研究现状和前景.

关键词： 业务模式   生物质   大气污染   热电联产   农业服务  

摘要： 随着国家对工业排放超净治理的持续推进,以火电厂、集中供热企业为主的工业燃煤企业相继完成大气污染超低排放改造,但大气污染形势仍然严峻,尤其以雾霾为特征的区域性大气环境问题依然突出。根据相关数据显示,在我国北方农村地区低效散烧燃烧和秸秆野外焚烧排放的污染物占雾霾主要成分总量的20%以上,已成雾霾天气的重要原因之一。因此生物质能热电联产作为既能解决农作物秸秆野外焚烧造成的污染问题,又能作为农村地区提供高品质的清洁能源的有效途径,受到各级政府和相关能源环保企业的高度重视。随着国家环保排放指标的逐年提高,各级环保政策陆续出台,环保产业却出现宏观政策利好、但企业微观艰难经营的发展局面。中国环保的产业是在国家环保政策催生下发展起来的,目前以政策引领需求的市场主体结构总体呈现出倒三角的特征。顶端是为数众多的设备加工、化学药剂生产的中小民营企业,中间层是提供解决方案、设备集成并具有一定资质和业绩的工程总包企业,底层是为数不多的以投资和运营为主的国有企业和上市公司。这种市场结构的支点是国家的环保政策,天顶公司就是位于这一中间层结构的大气污染源治理企业,一旦政策出现变化,企业将遭受沉重打击。本文基于能源、环保企业业务模式的相关研究和理论,探索、分析、设计企业的生物质能热电联产业务模式。在对相关理论及文献查阅的基础上,针对天顶公司的现有业务模式从产品及服务价值定位、业务系统、关键资源能力、盈利模式、资金结构、企业价值等方面进行梳理,分析现在存在的问题。再结合我国的相关环保政策以及生物质能热电联产和大气污染源治理现状和当前的工艺技术水平,采用PEST、SWOT分析方法分析生物质能热电联产业务的外部环境影响因素和竞争态势,最后通过商业模式画布模型（BMC）等方法构建适用于天顶公司生物质能热电联产业务模式,以规避企业开展新业务所面临的投资和经营风险。

关键词： 太阳能   生物质能   冷热电联供   热力学性能   (火用)经济性分析  

摘要： 在我国的能源结构中,对三大化石能源过于依赖,加剧了环境与经济之间的矛盾。为响应“绿水青山就是金山银山”的理念,能源结构的变革势在必行。本文将太阳能与生物质能相互结合,提出了基于太阳能与生物质能互补的冷热电联供系统,为促进我国的能源结构合理转换提供一些新思路。首先,以能量梯级利用为原则对太阳能与生物质能互补的冷热电联供系统进行集成。将太阳能作为外加热源驱动生物质水蒸气气化,建立了太阳能热化学反应器子模型。同时与冷热电联供子模型进行耦合,以产生的生物质气作为冷热电联供系统的燃料气,并对内燃机的余热通过余热型吸收式冷热水机组进行再利用。其次,对太阳能与生物质能互补的冷热电联供系统进行热力学性能分析。以热力学第一定律和热力学第二定律为依据,分析了设计工况下系统各单元的能量损失、(火用)损失分布和变工况下(变电负荷率、变太阳能辐照强度)夏冬两季系统的热力学性能。最后,对太阳能与生物质能互补的冷热电联供系统进行(火用)经济性分析。应用基于能品位的冷热电联供系统成本分摊方法对系统进行分析,研究了冷热电三大输出产品的单位(火用)成本,并对影响单位(火用)成本的因素(生物质燃料价格、非能量费用和运行年限等)进行分析,得出减小单位(火用)成本的方法,使系统的(火用)经济性分析更加完善。