沼气液化制取生物质LNG关键技术研究
沼气液化制取生物质LNG关键技术研究【摘要】:由于化石能源紧缺,价格上涨及其所引起的环境污染问题使沼气能源的利用成为近年来研究热点。沼气液化能提高沼气能量密度和燃烧特性,使其可作为
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TK6
【目录】:
- 摘要14-16
- Abstract16-19
- 第1章 绪论19-35
- 1.1 课题研究背景和意义19-20
- 1.2 沼气制取技术研究现状20-23
- 1.2.1 厌氧发酵技术现状20-22
- 1.2.2 秸秆干发酵技术研究现状22-23
- 1.3 沼气液化制取LNG技术现状23-31
- 1.3.1 沼气成分和性质23-25
- 1.3.2 沼气净化研究现状25-28
- 1.3.3 沼气液化研究现状28-31
- 1.4 沼气液化制取生物质LNG存在的问题31-32
- 1.4.1 秸秆发酵存在问题31-32
- 1.4.2 沼气液化存在问题32
- 1.5 本文研究的主要内容32-35
- 第2章 沼气制取LNG关键技术及理论35-59
- 2.1 沼气液化关键技术35-40
- 2.1.1 厌氧发酵制备沼气技术35-38
- 2.1.2 二氧化碳分离技术38-39
- 2.1.3 液化系统分析39-40
- 2.2 沼气及制冷剂相平衡参数计算40-51
- 2.2.1 相平衡计算方程41-46
- 2.2.2 相平衡压缩因子计算46-47
- 2.2.3 沼气与混合制冷剂闪蒸计算47-49
- 2.2.4 结果及分析49-51
- 2.3 沼气与制冷剂热力学参数计算51-57
- 2.3.1 沼气与及制冷剂泡、露点计算51
- 2.3.2 结果及分析51-54
- 2.3.3 制冷剂焓、熵计算54-57
- 2.3.4 结果及分析57
- 2.4 本章小结57-59
- 第3章 厌氧发酵制备沼气实验研究59-73
- 3.1 实验材料及方法59-65
- 3.1.1 实验原料59-60
- 3.1.2 实验装置60-63
- 3.1.4 实验参数63-65
- 3.2 实验结果及分析65-71
- 3.2.1 酶活结果65
- 3.2.2 预处理前后秸秆化学成分变化65-67
- 3.2.3 日产气量与累计产气量67-69
- 3.2.4 混合发酵对甲烷含量的影响69-70
- 3.2.5 温度及pH对沼气产量的影响70-71
- 3.3 本章小结71-73
- 第4章 沼气液化分离技术研究73-87
- 4.1 液化系统建模73-76
- 4.1.1 制冷系统建模73-75
- 4.1.2 分离系统建模75-76
- 4.2 二氧化碳分离系统模拟76-80
- 4.2.1 方案设计76-77
- 4.2.2 参数设定77-78
- 4.2.3 模拟结果及分析78-80
- 4.3 二氧化碳分离系统实验80-86
- 4.3.1 实验原理80
- 4.3.2 实验装置80-82
- 4.3.3 实验步骤82
- 4.3.4 实验结果及分析82-86
- 4.5 本章小结86-87
- 第5章 沼气液化(?)分析及实验研究87-99
- 5.1 沼气液化系统(?)损失87-90
- 5.1.1 压缩机炯损失89
- 5.1.2 节流阀炯损失89
- 5.1.3 物流混合器炯损失89
- 5.1.4 多股流换热器炯损失89-90
- 5.1.5 冷却器(?)损失90
- 5.2 沼气液化系统(?)分析90-93
- 5.2.1 原料气泡点、露点计算90-91
- 5.2.2 液化系统设计91-92
- 5.2.3 液化系统参数设定92
- 5.2.4 流程热力学模拟结果92
- 5.2.5 (?)损失的计算结果92-93
- 5.3 沼气液化灿损失实验研究93-96
- 5.3.1 实验原理93
- 5.3.2 实验装置93-94
- 5.3.3 实验步骤94-95
- 5.3.4 实验结果及分析95-96
- 5.4 本章小结96-99
- 第6章 沼气液化工艺优化99-119
- 6.1 液化工艺优选99-109
- 6.1.1 两类沼气液化工艺设计99-101
- 6.1.2 优化结果及分析101-104
- 6.1.3 单级与多级液化工艺设计104-106
- 6.1.4 优化结果及分析106-109
- 6.2 混合制冷剂液化工艺参数分析109-113
- 6.2.1 高压制冷剂压力对系统性能的影响109-110
- 6.2.2 低压制冷剂压力对系统性能的影响110-111
- 6.2.3 沼气入口压力对系统性能的影响111
- 6.2.4 沼气储存压力对系统性能的影响111-112
- 6.2.5 沼气中甲烷含量对系统性能的影响112
- 6.2.6 制冷剂的甲烷含量对系统性能影响112-113
- 6.3 混合制冷剂液化工艺参数优化113-118
- 6.3.1 目标函数及约束条件113-114
- 6.3.2 变量与步长114
- 6.3.3 优化结果及分析114-118
- 6.4 本章小结118-119
- 第7章 撬装化沼气液化系统研究119-129
- 7.1 净化与液化耦合流程设计119-121
- 7.1.1 流程设计119-121
- 7.1.2 流程参数初始化121
- 7.2 撬装化沼气液化系统设计121-123
- 7.2.1 沼气出口撬装122
- 7.2.2 分离二氧化碳撬装122
- 7.2.3 预冷撬装122
- 7.2.4 制冷撬装122-123
- 7.2.5 冷箱撬装123
- 7.3 液化系统计算结果123-127
- 7.3.1 系统性能参数123-124
- 7.3.2 冷箱性能分析124-125
- 7.3.3 系统降低能耗方法125
- 7.3.4 系统各节点参数125-127
- 7.4 生物质LNG与压缩罐装CNG比较127
- 7.5 本章小结127-129
- 第8章 结论与展望129-133
- 参考文献133-143
- 附录143-145
- 博士期间研究成果145-147
- 致谢147-149
- 发表论文149-168
- 附件168
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