Оптимизационные исследования энерготехнологических установок производства водорода и электроэнергии с удалением СО2
Разработки методов математического моделирования и оптимизации теплоэнергетических установок. Традиционные и перспективные методы получения водорода, хранения и транспорта, использования в качестве энергоносителя и сырья. Технологии использования углей.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | автореферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 04.09.2018 |
| Размер файла | 581,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
В заключении даны основные выводы, сделанные на основе проведенных исследований.
Основные результаты работы
1. Разработан методический подход к решению задачи оптимизационных исследований ЭТУ производства водорода и электроэнергии с учетом затрат в удаление СО2, учитывающий неопределенность исходной технико-экономической информации.
2. Разработаны математические модели элементов, блоков энерготехнологических установок (конвертора природного газа, метанатора, мембранной установки выделения водорода, блока водорода, блока удаления диоксида углерода).
3. Разработаны эффективные в вычислительном плане математические модели энерготехнологических установок комбинированного производства водорода и электроэнергии из угля (с газогенераторами с газификацией топлива в кипящем слое и в пылеугольном потоке) и природного газа.
4. Проведены оптимизационные технико-экономические исследования энерготехнологических установок из угля и природного газа с целью определения оптимальных схем и параметров и условий конкурентоспособности продукции.
5. Исследования показали, что при наблюдаемой в настоящее время высокой цене на нефть и имеющейся тенденции к ее росту водород, получаемый на энерготехнологических установках, может иметь цену, конкурентоспособную с ценами на моторные топлива, получаемые из нефти.
6. Комбинированное производство электроэнергии и водорода из угля на энерготехнологических установках, с применением для выделения водорода из продуктов газификации палладиевых мембран, является экономически эффективным при удельной стоимости палладиевых мембран не выше 6-12 тыс. дол./м2. При этом цена водорода, производимого на ЭТУ, при внутренней норме возврата 15% находится в диапазоне 191-235 дол./т у.т.
7. ЭТУ производства водорода и электроэнергии с газогенераторами, использующими газификацию угля в кипящем слое, имеют более высокую термодинамическую эффективность (эксергетический КПД ~50%) по сравнению с установками с газификацией в пылеугольном потоке (эксергетический КПД ~46%).
8. Проведено сравнение эффективности ЭТУ производства водорода и ЭТУ производства СЖТ с учетом удаления двуокиси углерода. В качестве альтернативных вариантов экологически чистых топлив в работе рассматриваются метанол и ДМЭ, производимые на ЭТУ синтеза метанола и электроэнергии и ЭТУ синтеза ДМЭ, соответственно. Исследования показали, что использование систем удаления СО2 в составе ЭТУ приводит к удорожанию продукции на 7 - 11%, удельные капиталовложения в системы удаления СО2 в зависимости от состава продуктов сгорания составляют около 35 - 40 дол./т СО2.
Основные положения диссертации изложены в следующих работах
1. Медников А.С. Исследование технологии получения водорода и электроэнергии из угля // Системные исследования в энергетике: Труды молодых ученых ИСЭМ СО РАН. Выпуск 35. - Иркутск: ИСЭМ СО РАН, 2005. - С. 143 - 149.
2. Тюрина Э.А., Медников А.С. Исследование энерготехнологических установок комбинированного производства водорода и электроэнергии // Материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Повышение эффективности производства и использования энергии в условиях Сибири». - Иркутск: ИрГТУ, 2005. -С. 317 - 324.
3. Клер А.М., Тюрина Э.А., Медников А.С. Энерготехнологическое производство водорода и электроэнергии на основе канско-ачинских углей // IV Международная научно-техническая конференция «Достижения и перспективы развития энергетики Сибири», Красноярск, 2005. - С. 447 - 455.
4. Клер А.М., Тюрина Э.А., Медников А.С. разделы 5.4, 5.5 в монографии «Теплосиловые системы: оптимизационные исследования» - Новосибирск: Наука, 2005. - С.
5. Клер А.М., Тюрина Э.А., Медников А.С. Исследование технологии комбинированного производства водорода и электроэнергии из природного газа // Энергосистемы, электростанции и их агрегаты: Сборник научных трудов / Под ред. акад. РАН В.Е. Накорякова. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2006. - Вып. 10. - C. 5 - 16.
6. Медников А.С. Энерготехнологические установки производства водорода и электроэнергии из угля: математическое моделирование и технико-экономические исследования // Всероссийский конкурс инновационных проектов студентов и аспирантов по приоритетному направлению «Энергетика и энергосбережение». - Томск: ТПУ, 2006. - C. 271 - 278.
7. Медников А.С. Исследование энерготехнологических установок комбинированного производства водорода и электроэнергии из природного газа // Системные исследования в энергетике. - Иркутск: ИСЭМ СО РАН, 2006. - Вып. 36.
8. Клер А.М., Тюрина Э.А., Медников А.С. Системы удаления СО2 в составе ЭТУ производства водорода и электроэнергии: математическое моделирование, оптимизационные исследования // Материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Повышение эффективности производства и использования энергии в условиях Сибири». - Иркутск.: ИрГТУ, 2007. - С. 243 - 248.
9. Клер А.М., Тюрина Э.А., Медников А.С. Исследование технологии комбинированного производства водорода и электроэнергии из угля // Известия РАН. Энергетика, 2007. №2. - C. 145 - 153.
10. Медников А.С. Оптимизационные исследования систем удаления СО2 в составе ЭТУ производства водорода и электроэнергии // Системные исследования в энергетике. - Иркутск: ИСЭМ СО РАН, 2007. - Вып. 37. (в печати).
11. A.S. Mednikov. Study on the energy technology installations for hydrogen and electricity production with CO2 removal systems // The thirteenth International Scientific and Practical Conference of Students, Postgraduates and Young Scientists “Modern Techniques and Technologies” (MTT'2007), Tomsk, Tomsk Polytechnic University. - Tomsk: TPU Press, 2007. pp. 159 - 161.
12. Клер А.М., Тюрина Э.А., Медников А.С. Перспективные технологии глубокой переработки угля с системами удаления СО2 // Актуальные проблемы энергетики: Материалы III Международной научно-практической конференции, Екатеринбург, 21-23 ноября 2007 г. - Екатеринбург: Изд-во: «ИРА УТК», 2007. - С. 97 - 98.
13. Тюрина Э.А., Медников А.С. Математическое моделирование технологий производства водорода из угля с системами удаления СО2 // Материалы XXI Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях ММТТ-21» СГТУ, Саратов.
14. Тюрина Э.А., Медников А.С. Перспективные технологии производства синтетических топлив и электроэнергии из угля с системами удаления СО2 // Научно технические ведомости СПбГПУ, 2008. № 1(53). - С. 31 - 41.
15. Медников А.С. Комплексные исследования энерготехнологических установок производства водорода и электроэнергии // Системные исследования в энергетике. - Иркутск: ИСЭМ СО РАН, 2008. - Вып. 38.(в печати)
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Современная энергетика. Сокращение запасов ископаемого топлива. Топливные элементы. Типы топливных элементов и области их применения. Состояние работ по водородной энергетике в России. Примеры использования водорода, в качестве источника энергии.
реферат [789,6 K], добавлен 02.10.2008Технология суперсверхкритического давления. Циклы Карно и Ренкина с промперегревом. Влияние повышения давления на влажность в последней ступени. Определение эффективности теплоэнергетических установок. Пути совершенствования термодинамического цикла.
презентация [1,7 M], добавлен 27.10.2013Схема топливного элемента. Различные типы топливных элементов. Влияние влажности на проводимость Нафиона. Структура каталитического слоя. Методы получения водорода. Термохимический цикл в гелиумном ядерном реакторе. Фотохимическая генерация водорода.
презентация [1,7 M], добавлен 15.09.2014Традиционные методы производства электроэнергии. Электростанции, использующие энергию течений. Приливные, волновые, геотермальные и солнечные электростанции. Способы получения электроэнергии. Проблемы развития альтернативных источников электроэнергии.
презентация [2,5 M], добавлен 21.04.2015Состав, классификация углей. Золошлаковые продукты и их состав. Содержание элементов в ЗШМ кузнецких энергетических углей. Структура и строение углей. Структурная единица макромолекулы. Необходимость, методы глубокой деминерализации энергетических углей.
реферат [3,9 M], добавлен 05.02.2011Анализ действия и оценка перспектив использования альтернативных методов получения электрической энергии в России. Вклад в обеспечение государства электроэнергией гидроэлектростанций, ветроэнергетических установок, солнечных и приливных электростанций.
контрольная работа [55,9 K], добавлен 11.04.2010Оценка стоимости конденсаторных установок и способы снижения потребления реактивной мощности. Преимущества применения единичной, групповой и централизованной компенсации. Расчет экономии электроэнергии и срока окупаемости конденсаторных установок.
реферат [69,8 K], добавлен 14.12.2012Описание и принцип действия газотурбинной технологии, ее основные элементы и назначение. Установки с монарным и бинарным парогазовым циклом, с высоконапорным парогенератором. Характеристика и оптимизация энерготехнологических парогазовых установок.
реферат [1,8 M], добавлен 18.05.2010Работа энергетических установок. Термодинамический анализ циклов энергетических установок. Изохорный, изобарный, изотермический, адиабатный и политропный процессы. Проведение термодинамического исследования идеального цикла теплового двигателя.
методичка [1,0 M], добавлен 24.11.2010Назначение и порядок проведения энергетического обследования. Анализ мощности осветительных установок, времени использования и качества светильников, расчет расхода электроэнергии на освещение в здании. Пример модернизации осветительной установки.
дипломная работа [2,8 M], добавлен 28.06.2011Изучение особенностей использования ветроэнергетических установок в сельском хозяйстве. Анализ состояния российской энергетики, проблем энергосбережения. Расчет плоского солнечного коллектора и экономии топлива, биогазовой и ветродвигательной установок.
курсовая работа [261,7 K], добавлен 10.03.2013Термодинамический расчет простейшей теплофикационной паротурбинной установки, необходимый при проектировании теплоэнергетических установок. Отображение процессов в соответствующих диаграммах, анализ различных способов оптимизации данной установки.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 21.09.2014Проектирование электрических осветительных установок методом коэффициента использования светового потока. Вычисление искусственного электрического освещения в подсобных помещениях методом удельной мощности. Электротехнический расчет вводного щита.
курсовая работа [500,6 K], добавлен 24.03.2012Характеристика электрона в стационарных состояниях. Условие ортогональности сферических функций. Решения для радиальной функции. Схема энергетических состояний атома водорода и сериальные закономерности. Поправки, обусловленные спином электрона.
презентация [110,2 K], добавлен 19.02.2014История развития геотермальной энергетики и преобразование геотермальной энергии в электрическую и тепловую. Стоимость электроэнергии, вырабатываемой геотермальными элетростанциями. Перспективность использования альтернативной энергии и КПД установок.
реферат [37,7 K], добавлен 09.07.2008Классификация элементарных частиц. Фундаментальные взаимодействия. Модель атома Резерфорда. Теория Бора для атома водорода. Атом водорода в квантовой механике. Квантово-механическое обоснование Периодического закона Д. Менделеева. Понятие радиоактивности.
реферат [110,6 K], добавлен 21.02.2010Промышленное применение электроэнергии. Совершенствование паровых двигателей и котельных установок. Новые тепловые двигатели. Паровые турбины. Двигатели внутреннего сгорания. Водяные турбины. Идея использования атомной энергии.
реферат [17,8 K], добавлен 03.04.2003Устройство, монтаж и эксплуатация осветительных установок. Планово-предупредительный осмотр, проверка и ремонт осветительных установок, замена ламп и чистка светильников. Техника безопасности при работе в электроустановках напряжением до 1000 вольт.
реферат [215,6 K], добавлен 07.02.2015Растворимость водорода в аллотропической форме титана. Влияние водорода на механические свойства титана высокой чистоты. Классификация сплавов титана по легирующим элементам. Сущность механизма и признаки водородного охрупчивания титановых сплавов.
реферат [2,0 M], добавлен 15.01.2011Кинетическая энергия электрона. Дейбролевская и комптоновская длина волны. Масса покоя электрона. Расстояние электрона от ядра в невозбужденном атоме водорода. Видимая область линий спектра атома водорода. Дефект массы и удельная энергия связи дейтерия.
контрольная работа [114,0 K], добавлен 12.06.2013
