Повышение энергетической эффективности высокотемпературных теплотехнологических установок за счет термохимической регенерации теплоты
Диссертация
Выполнен сравнительный экономический анализ для различных схем регенерации теплоты отходящих дымовых газов с учетом динамики цены на природный газ: при ЦпГ=2300 руб./тыс.м3- при Цпг=5000 руб./тыс.м3. Установлено, что с ростом цены природного газа возрастает стоимость регенерированной теплоты. Чистый дисконтированный доход для трех сравниваемых схем при ЦпГ=2300 руб./тыс.м равен 1236,1- 430,0… Читать ещё >
Список литературы
- Варгафтик, Н1Б. Справочник по теплофизическим. свойствам газов/ и жидкостей. М.: Физматгиз, 1963. — 708 с.
- Верхивкер, Г. П. Химическая регенерация- теплоты в парогазовых установках / Г. П. Верхивкер, Абу-Эльджадаиль Кахер, В. П. Кравченко // Труды Одесс. политех, ин-та. 2000. — № 3. — С. 2−3.
- Идин, А. Горючее каким, ему быть? / А. Идин // Двигатель № 5 (47), 2006.-С.86−91.
- Кафаров, В.В. Математическое моделирование основных процессов химических производств / В. В. Кафаров, М. Б. Глебов. М.: Высш. шк., 1991. — 400с.
- Каширский, В.Г. Расчётные характеристики процессов неполного горения топлива / В. Г. Каширский, В. Н. Лункин, В. П. Удалов, -М.: Энегрия, 1974.
- Коваль, П.И. Физико-химический анализ и оптимизация технологии крупнотоннажного производства метанола / П. И. Коваль. Автореф. Диссерт.. канд. Технич. наук. Томск, Томский политехнический университет, 1997. — 20с.
- Кожевников, H.H. Практические рекомендации по использованию методов^ оценки- экономической эффективности- инвестиций в энергосбережение: Пособие для вузов. / H.H. Кожевников, Н. С. Чинакаева, Е. В. Чернова. -М.: Издательство МЭИ, 2000. 132 с.
- Компаниец, В.З. Химические реакции в турбулентных потоках газа и плазмы / В. З. Компаниец, A.A. Овсянников, Л. С. Полак. М.: Наука, 1979.-240с.
- Корабельников, A.B. Химическая регенерация тепла и преобразование топлива в энергетических установках A.B. Корабельников, А. Л! Куранов, С. С. Рыжиков. СПб.: Научно-исследовательское предприятие гиперзвуковых систем. — 2006. — с. 1−12.
- Корабельников A.B. Термохимический принцип охлаждения на основе реакции паровой конверсии метана / A.B. Корабельников, В. А. Курганов, Ю. А. Зейгарник, И. В. Маслакова // Теплоэнергетика. 1996. -№ 3. С. 53−58.
- Косинов, О.И. Исследование влияния интенсификации теплообмена на образование окислов азота в топках котлов.: дисс. Канд. Тех. Наук: 05.14.04: защищена 1−2.01.76: утв. 20.01.76 / Косинов Олег Иванович. -К., 1976.-156 с.
- Круглов, И.Н. Исследование тепломассообмена и совершенствование способа паровой конверсии природного газа / И. Н. Круглов. Автореф. Диссерт.. канд. Технич. Наук. Череповец, Череповецкийгосударственный университет, 2005. — 20с.120
- Круглов, М.Г. Перспективы развития комбинированных двигателей внутреннего сгорания и двигателей новых схем и на новых топливах. Тезисы докладов Всесоюзной науч. техн. конференции / Под ред. М. Г. Круглова. -М.: Изд. МВТУ, 1987. — 189с.
- Кузнецов, В.В. Процессоры для получения водорода с использованием микро и нанотехнологий / В. В. Кузнецов, О. В. Витовский // Материалы II Международного форума «Водородные технологии- для развивающегося мира», 2008. С. 27−29.
- Куранов, В. М- Расчет элементов тепловой защиты гиперзвукового летательного аппарата- / АЛ. Куранов, A.B. Корабельников, В. М. Метальников // Прикладная физика, 1997, № 4. С. 86−92.
- Лавров, НШ. Физико-химические основы процесса горения топлива: / Н. В. Лавров. М.: Наука, 1971. — 272с.
- Лавров Н.В. Термодинамика реакций газификации и синтеза из газов?/ Н. В. Лавров, В. В: Коробов, В.И. Филиппова- М.: Ин-т горючих ископаемых, 1960. — 99с.
- Лавров Н.В. Процессы горения топлива и защита окружающей-среды / Н. В. Лавров, Э. И. Розенфельд, Г. П. Хаустович. -М.: Металлургия, 1981. -240с.
- Лавров, Н.В. Введение в теорию горения и газификации топлива / Н. В. Лавров, А. П. Шурыгин. -М.: Акад. наук СССР, 1962.-215с.
- Липатов, Л.Н. Типовые процессы химической технологии как объекты управления / Л. Н. Липатов. -М.: Химия, 1983. 320с.
- Лункин В.Н. Воздушно-кислородная конверсии природного газа / Н. В. Лункин, В. П. Удалов, Ю. А. Жебрак. Саратов. Изд-во Сарат. ун-та. -1986.-128с.
- Лушпа, А.И. Основы химической термодинамики и кинетики химических реакций / А. И. Лушпа. М.: Машиностроение, 1981. — 240с.
- Мирский, Ю.А. Нагревательные и термические печи в машиностроении / Л. Г. Сатановский, Ю. А. Мирский. М.: Металлургия, 1971.-384 с.
- Михеев, В.П. Газовое топливо и его сжигание / В. П'. Михеев. Л.: Недра, 1966.-328 с.
- Носач, В.Г. Энергия топлива / В. Г. Носач. Киев: Наукова думка, 1989. — 148с.
- Ольховский, Г. Г. Разработка перспективных энергетических ГТУ / Г. Г. Ольховский // Теплоэнергетика. 1996. — № 4. — С. 66−75.
- Патент на полезную модель № 89 980 Российская Федерация, МПК B01J 8/02. Реактор для проведения каталитических процессов / Д. И. Пащенко.- заявитель и патентообладатель Самарский гос. тех. ун-т. — заявл.№ 2 009 129 848/22- опубл. 27.12.09. Бюл. № 26. 6 е.: ил.
- Пащенко, Д.И. Производство водорода в системах химической#регенерации теплоты дымовых газов / Д.И. Пащенко// Альтернативная энергетика и экология. 2009. — № 6 (74). — С. 11−15.
- Пащенко- Д-И- Использование термохимической регенерации теплоты в огнетехническихустановках / Д. И. Пащенко // Вестник СамГТУ. Серия «Технические науки». 2009. — № 3(25): — С.232−236.
- Пащенко, Д-И. Уменьшение выбросов диоксида углерода при сжигании термически обработанного газового топлива? / Д. И. Пащенко // Промышленная энергетика. 2010. — № 1.- С. 56−581
- Пащенко, Д.И. Снижение выбросов С02 при. сжигании термически обработанного’углеводородного топлива / Д. И. Пащенко // Экология и промышленность России. 2010.-№ 3. — С. 12−14.
- Пащенко, Д.И. Сравнительная оценка энергетической- эффективности применения термохимической- регенерации- теплоты- дымовых газов- / Д. И- Пащенко // Промышленная энергетика: — 2010. — № 11. С. 8−10.
- Пащенко, Д.И. Определение максимальной степени конверсии, метана продуктами полного сгорания* природного газа / Д.И. Пащенко' // Вестник Саратовского государственного технического университета. — 2010. № 3 (46). — С. 143−150-
- Российская Федерация. Президент (2008- - Д.А. Медведев). Указ президента Российской Федерации № 889 от 4 июня 2008 года.
- Семененко, H.A. Вторичные энергоресурсы промышленности и энерготехнологическое комбинирование / H.A. Семененко. М.: Энергия, 1983.
- Семенов, В.П. Производство технологического газа для синтеза аммиака и метанола из углеводородов / В. П. Семенов. — М.: Химия, 1971.-288с.
- Симонов, В.Ф. Технико-экономическая оптимизация при проектировании низкотемпературных теплотехнологических установок: Учеб. Пособие / В. Ф. Симонов, Сарат. гос. техн. Ун-т. Саратов, 1993. -84 с.
- Соколов, Е.Я. Струйный аппараты. Изд. 2-е. // Е. Я. Соколов, Н. М. Зингер. -М.: Энергия, 1970.-288 с.
- Тебеньков, Б.П. Рекуператоры для промышленных печей / Б. П. Тебеньков. М.: Металлургия, 1975. — 362 с.
- Теснер, П.А. Образование углеродов из углеводородов газовой фазы / П. А. Теснер. -М.: Химия, 1972. 136 с.
- Тайц, Н.Ю. Расчет нагревательных печей. / Под общ. ред. Н. Ю. Тайца -Киев.: Техшка, 1969. 540 с.
- Федеральный закон «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации»: собрание законодательства РФ, 2009, № 48, ч. 1, ст. 5711. М.: 2009.
- Федоров, Н.А. Техника и эффективность использования газа 7 Н.А. Федоров. М.: Недра, 1983. — 311 с.
- Щёлоков, А.И. Математическая модель сажеобразования при сжигании природного газа: 1. Кинетическое уравнение и критическаятемпература процесса дегидрогенизации / А. И: Щёлоков, А. Г. Блох // Инженерно-физический журнал. 1990. — № 3(59). -С.492−498.
- Щёлоков, А.И. Производство и использование синтез-газа в системах термохимической регенерации теплоты / А. И. Щелоков, Д. И. Пащенко, // Альтернативная энергетика и экология. 2009. — № 12 (80). — С. 10−14.
- Щукин, А.А. Газовое и печное хозяйство заводов / А. А. Щукин. М.: Энергия. — 1966: — 232с.
- Abashar, М.Е.Е. Coupling of steam and: dry reforming of methane in catalytic fluidized bed membrane reactors / M.E.E. Abashar // International Journal of Hydrogen? Energy. 2009. — № 29. — P.799−808.
- Abdallah, Hi Thermodynamic analysis of chemically recuperated' gas turbines / H. Abdalliah, S. Harvey // International Journal Thermo Science. -2001.-№ 40-P. 372−384.
- Ahmed, S. Hydrogen from hydrocarbon fuels for fuel cell / S. Ahmed, M. Krumpelt // International Journal of Hydrogen Energy.- 2009. № 26, P.291−301!
- Anfray, J. Kinetic study and modeling of Fisher-Tropsch reaction over a Co/A1203 catalyst in a slurry reactor / J. Anfray, M. Bremaud, A. Khodakov, SJallias // Chemical Engineering Science. 2007. — № 62. -P.5353−5359.
- Basile, A. Pd-Ag tubular membrane reactors for methane dry reforming- A, reactive method for C02 consumption and H2 production / F. Gallucci, S.
- Tosti, A. Basile // Journal of Membrane Science. 2008. — № 317.- p. 96 105.
- Cao, W. Exergy regeneration in an 02/C02 gas turbine cycle with chemical recuperation by C02 reforming of methane / W. Cao, D. Zheng // Energy Conversion and Management. 2006. — № 47. — P.3019−3030.
- Chan, S.H. Carbone monoxide yield in natural gas autothermal reforming process / S.H. Chan, H.M. Wang // Journal of Power Sources. 2001. — № 10. -P.188−195.
- Daza, C.E. C02 reforming of methane over Ni/Mg/Al/Ce mixed1 oxides7 C. E. Daza, J. Gallego, J. A. Moreno // Catalysis Today. 2008. — № 135. -P.357—366.
- Ding, O.L. Kinetic and modeling study of methane steam reforming over a gamma alumina support // O.L. Ding, D.L. Hoang, S.H. Chan. Chemical Engineering Journal:-2005.-№ 112. -p.1−11.
- Fiaschi, D. Exergy analysis of the recuperative auto thermal reforming (R-ATR) and recuperative reforming (R-REF) power cycles with C02 removal / D. Fiaschi, L. Tapinassi // Energy. 2009.- № 29.-P.2003−2024.
- Froment, G.F. Production of synthesis gas by steam- and C02-reforming of natural gas / G.F. Froment // Journal of Molecular Catalysis. A: Chemical. -2000.-№ 32.-P.54−61.
- Gallucci, F. A Simulation- study of the steam reforming of methane in a dense tubular membrane reactor / F. Gallucci, L. Paturzo, A. Basile // International Journal of Hydrogen Energy. 2004. — № 29. -P.611 — 617c.
- Hoang, D.L. Modeling of a catalytic autothermal methane reformer for fuel cell application / D.L. Hoang, S.H. Chan // Applied Catalysis A: Generak -2004.-№ 268.-P. 207−216.
- Jones, G. First principles calculations and experimental insight into methane steam reforming over transition metal catalysts / G. Jones, J. Geest Jakobsen, S.S. Shim // Journal of Catalysis. 2008. — № 259. — P. 147−160.
- Keyur S. P. Modeling and simulation of methane steam reforming in a thermally coupled membrane reactor / S. P. Keyur, K. S. Aydin // International Journal of Hydrogen Energy. 2007. — № 32. — P.2344 — 2358.
- Kesser, K.F. Analysis of basic chemically recuperated gas turbine power plant / K.F. Kesser, M.A. Hoffman, J.W. Baughn // Journal of Engineering for Gas Turbines and Power.- 1994. № 116.P.277−284.
- Klein, J. M. Direct methane solid oxide fuel cell working by gradual internalsteam reforming: Analysis of operation / J.-M. Klein, Ml Henault, C. Roux, i
- Y. Bultel, S. Georges // Journal of Power Sources. 2009. — № 132. — P.437−443.
- Levent, M. Production of hydrogen-rich gases from steam reforming of methane in an automatic catalytic microreactor / M. Levent, D.J. Gunn, M.A. Bousiffi // International Journal of Hydrogen Energy. 2008. — № 28. — P.945−959.
- Lemonidou, A.A. Carbon dioxide reforming of methane over 5wt.% Ni/CaO-A1203 catalysis / A.A. Lemonidou, I.A. Vasalos // Applied Catalysis A: General. 2002. — № 228. — P.227−235.
- Maestri, M. Steam and dry reforming of methane on Rh: Microkinetic analysis and* hierarchy of kinetic models / M. Maestri, D.G. Vlachos, A. Beretta, G. Groppi, E. Tronconi // Journal of Catalysis. 2008. — № 259. — P. 211−222.
- Mattocks, G.R. Reforming natural gas with recirculated waste-gas to improve the efficiency of oxy-fuel fired furnaces / G.R. Mattocks // Glass Technology. 2002. — № 1. — P. l-5.
- Miyamoto, Y. Steam reforming of ethanol over nickel molybdenum carbides for hydrogen production / Y. Miyamoto, M. Akiyama, M. Nagai // Catalysis Today. 2009. — № 145. — P.527−534.
- Nandini, A. Kinetic study of’the catalytic carbon dioxide reforming ofmethane to synthesis gas over Ni-K/Ce02-Al203 catalyst / A. Nandini, K.K.
- Pant //Applied Catalysis: A General. 2006. — № 308. — P. l 19−127.127
- Olmsted, J.H. Heat engine efficiency enhancement through chemical recovery of waste heart / J.H. Olmsted, P.G. Grimes // Proceedings of 7th International Energy Conversion Engineering Conference. 1972. P. 241−248.
- Patel, K.S. Modeling and simulation of methane steam reforming in a thermally coupled membrane reactor / K. S. Patel, A. Sunol // International Journal of Hydrogen Energy. 2007. — № 32. — P.2344 — 2358.
- Pat. 4,750,986 USA. Steam reforming / Alwyn Pinto.- date of patent Aug. 13, 1991.
- Pat. 5,595,059 USA Combined cycle power plant with thermochemical recuperation and flue gas recirculation / David J. Huber, Ronald L. Bannister, Mark J. Khinkis, J.K. Rabovitser.- date of patent Jan. 21', 1997.
- Pat. 5,958,364 USA Heat exchange apparatus and process / M. D. Dunne, S.J. O’Niel, P.W. Fernell.- date of patent Sep. 28, 1999:
- Pat. 6,113,874 USA Thermochemical regenerative heat recovery process / H. Kobayashi.- date of patent Sep. 5, 2000.
- Peppley, B. Integrated fuel processors for fuel cell application: A review / B. Peppley, A. Qi, K. Karan // Fuel Processing Technology. 2007. — № 88. -P.3−22.
- Pinilla, J.L. Kinetic study of the thermal decomposition of methane using carbonaceous catalysts / J.L. Pinilla, I. Suelves, M.J. L’azaro, R. Moliner // Chemical Engineering Journal. 2008. — № 138. — P.301−306.
- Schadel, B.T. Steam reforming of methane, ethane, propane, butane, and natural gas over a rhodium-based catalyst / B.T. Schadel, M. Duisberg, O. Deutschmann // Catalysis Today. 2009. — № 141. — P. 312−317.
- Shchelokov, A. Ii Thermochemical* regeneration of waste heat / A.I. Shchelokov, D.I. Pashchenko // Information-material of Russian-Balkan Forum. Belgrade, Serbia. — 2010. — P. 87−89.
- Tanaka, Y. Reforming of methane, ethylene, and desulfurized kerosene over Ni-8YSZ catalyst / Y. Tanaka, T. Kato // Applied Catalysis A: General. -2008. № 348. -P.229−235.
- Tsipouriari, V. A. Kinetic study of the catalytic reforming of methane to synthesis gas over Ni/La2C>3 catalyst / V. A. Tsipouriari, X. E. Verykios // Catalysis Today. 2001. — № 64. — p.83−90.
- World Energy Outlook 2008, International Energy Agency, Head of Communication and Information Office (2008).
- Xu, J. Methane steam reforming for hydrogen production using low water-ratios without carbon formation over ceria coated Ni-catalysts // J. Xu, M.Y. Yeung, F. Meunier, N. Acerbi. Applied Catalysis A: General — 2008. -№ 345.-p. 119−127.
- Yang, Y. Investigation of methane steam reforming in planar porous support of solid oxide fuel cell / Y. Yang, X. Du, L. Yang, Y. Huang, H. Xian // Applied Thermal Engineering. 2009. — № 29. — P. l 106−1113.
- Yoshida, K. Oxidative steam reforming of methane over Ni/a-Al203 modified with trace noble metals / K. Yoshida, N. Begum, S. Ito, K. Tomishige // Applied Catalysis A: General. 2009. — № 358. -P.186−192.
- ЮО.Прогнозная средневзвешенная цена электрической энергии на январь 2011. URL: http://www.samaraenergo.ru/news/612/
- Характеристики катализатора ГИАП-3. URL: http://www.katalizator.dol.ru/product/giap-3−6h.htm
- МИНОБРНАУКИ РОССИИ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
- Самарский государственный технический университет"
- Россия, 443 100, Самара, ул. Молодогвардейская, 244, Главный корпус. Телефон: (846) 2784−311. Факс (846) 2784−400. E-mail: rectOr@saiTlRtU.ru1. QiOy 2011 г.№
- Министерство образования и науки Российской Федерации1. На№от