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基于不同SO_2排放管理制度的CFB-FGD过程优化

作　者: 张会
导　师: 李鸿儒
学　校: 东北大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 循环流化床烟气脱硫 稳态过程模型 过程优化 SO2排放收费制度 SO2排放许可证制度
分类号: X701.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要


我国的燃煤发电在电力供给中占80%以上。以煤为主的能源消耗结构导致了SO2的大量排放,对我国生态环境产生了严重的影响。节约资源,减少SO2排放是我国急需解决的重要问题之一。循环流化床烟气脱硫(CFB-FGD)技术是一项新型半干法烟气脱硫工艺,具有脱硫产物易于处理、设备占地面积小、运行可靠、操作维护方便、投资费用低等优点,是最适合我国的一种脱硫技术。但运行费用过高是制约我国脱硫技术推广和应用的主要因素。针对这一问题我国的SO2排放管理制度也在不断的完善。SO2排放收费制度是我国现行的SO2排放管理制度,对我国环境保护和SO2污染治理起到很重要的作用；SO2排放许可证制度来源于国外,许多国家都将其作为控制SO2排放者行为的有效手段,并已程序化和规范化,并且我国已经在江苏省、河南省、山西省等几个省份开展了试点工作。本文基于这两种SO2排放管理制度分别建立了CFB-FGD过程优化模型,在不修改工艺、不增加设备的情况下仅通过调整工艺操作条件达到优化控制、减少费用的目的,实现循环流化床烟气脱硫系统的高效性、经济性。本文通过对CFB-FGD系统工艺过程和机理的深入研究和分析,建立过程模型(脱硫模型、动力模型和分离效率模型),给出了过程优化模型的约束条件。通过对两种SO2排放管理制度的研究,建立基于SO2排放收费制度的过程优化模型和基于SO2排放许可证制度的过程优化模型。通过多点并行优化算法对两种过程优化模型进行优化求解,仿真研究结果表明,相对于SO2排放收费制度,SO2排放许可证制度可以使发电企业用较少的费用实现较大的SO2减排,更有利于脱硫设备的推广,实现SO2排放的总量控制。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章 绪论  10-20
  1.1 我国的SO_2污染现状及危害  10-12
    1.1.1 我国的SO_2污染现状  10-11
    1.1.2 SO_2污染的危害  11-12
  1.2 国内外脱硫技术现状  12-14
  1.3 SO_2排放管理制度简介  14-17
    1.3.1 SO_2排放收费制度  14-16
    1.3.2 SO_2排放许可证制度  16-17
  1.4 过程优化简介  17-18
  1.5 本文主要工作  18-20
第2章 循环流化床烟气脱硫技术  20-32
  2.1 脱硫技术概述  20-21
  2.2 CFB-FGD技术基本原理  21-25
    2.2.1 流态化技术概述  21-23
    2.2.2 循环流化床烟气脱硫原理  23-25
  2.3 CFB-FGD工艺  25-28
    2.3.1 CFB-FGD的主要装置  25
    2.3.2 循环流化床烟气脱硫工艺  25-28
  2.4 循环流化床烟气脱硫技术经济分析  28-32
第3章 CFB-FGD稳态过程模型的建立  32-56
  3.1 CFB-FGD过程分析  32-38
    3.1.1 脱硫机理分析  33-35
    3.1.2 影响脱硫效率的主要因素  35-38
  3.2 动力模型的建立  38-45
    3.2.1 系统阻力分析  38-42
    3.2.2 动力系统的能耗  42-45
  3.3 分离系统的分离效率模型  45-46
  3.4 脱硫过程模型的建立  46-56
    3.4.1 模型参数的计算  46-52
    3.4.2 脱硫模型的建立  52-56
第4章 CFB-FGD过程优化模型的建立及求解  56-76
  4.1 多点并行优化方法  56-60
    4.1.1 多点并行优化方法概述  56-57
    4.1.2 多点并行优化方法计算步骤  57-60
  4.2 基于SO_2排放收费制度的过程优化模型建立  60-70
    4.2.1 目标函数的建立  60-62
    4.2.2 约束条件的建立  62-67
    4.2.3 求解优化模型  67-70
  4.3 基于SO_2排放许可证制度的过程优化模型建立  70-74
    4.3.1 目标函数的建立  70-72
    4.3.2 约束条件的建立  72-73
    4.3.3 求解优化模型  73-74
  4.4 优化结果对比分析  74-76
第5章 结论与展望  76-78
  5.1 主要结论  76-77
  5.2 前景展望  77-78
参考文献  78-82
致谢  82

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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 废物处理与综合利用 > 一般性问题 > 废气的处理与利用 > 脱硫与固硫
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