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基于多级碳捕集和废渣回收设计的新型煤基电石-乙炔系统工艺:多目标优化评价视角
Industrial & Engineering Chemistry Research ( IF 3.8 ) Pub Date : 2022-12-27 , DOI: 10.1021/acs.iecr.2c03947 Hongxia Wang 1 , Pengfei Zhu 1 , Min Dai 1 , Xiaomei Wu 1 , Fusheng Yang 1 , Zaoxiao Zhang 1
Industrial & Engineering Chemistry Research ( IF 3.8 ) Pub Date : 2022-12-27 , DOI: 10.1021/acs.iecr.2c03947 Hongxia Wang 1 , Pengfei Zhu 1 , Min Dai 1 , Xiaomei Wu 1 , Fusheng Yang 1 , Zaoxiao Zhang 1
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原料消耗大、能耗高、污染重一直是制约煤制电石行业稳定发展的关键因素。因此,本文提出了一种新型的煤基电石-乙炔生产(CCAP)工艺碳捕集与利用与固废回收联合系统,以改善这些不足。这套改进后的CCAP系统由气化炉、电石炉、乙炔炉、新设计的再碳化炉和煅烧炉耦合模块以及矿化单元组成。开发了 CCAP 系统的热力学模型以计算有效原子产率、碳消耗、CO 2排放等来评估性能。改进后的系统表现更好,有效原子产率(98.50%)、CO 2捕获率(69.57%)、CO 2排放量(1.1064 t CO 2 ·(t –1 C 2 H 2))、CO 2 e排放量(7.2092 t CO 2 e·(t –1 C 2 H 2 ))和碳消耗量(3.2101 t Coal·(t –1 C 2 H 2 ))比参考系统低64.57%, 0, 2.25 t CO 2 ·( t –1 C 2 H 2 ), 20.4122 吨 CO 2e·(t –1 C 2 H 2 ), 和 5.43 t 煤·(t –1 C 2 H 2 ), 分别。火用分析表明,改进后的系统在高效能源利用方面表现更好,大规模化学过程的火用效率为 48.97%。此外,通过多目标优化在最大有效原子产率、最小碳消耗、CO 2当量排放和总年成本(TAC)之间进行权衡。通过三目标优化,改进后的系统可实现较低的TAC 8.51×10 6 $/年,CO 2 e排放量为4.1573 t CO 2 e·(t –1C 2 H 2 ),碳消耗量为1.9874 t Coal·(t –1 C 2 H 2 ),分别比参照系统降低38.78%、79.63%和63.40%。改进后的CCAP系统经过多目标优化后的综合性能得到显着提升,使其在节能减排和资源回收方面更具竞争力。
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更新日期:2022-12-27
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