化工进展
化工進展
화공진전
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS
2014年
7期
1659-1670,1676
,共13页
武斌%张香平%许亚晶%黄莺
武斌%張香平%許亞晶%黃鶯
무빈%장향평%허아정%황앵
系统集成%生物甲烷%生物质%技术评价%节能减排
繫統集成%生物甲烷%生物質%技術評價%節能減排
계통집성%생물갑완%생물질%기술평개%절능감배
system integration%biomethane%biomass%analysis and evaluation%emission reduction
生物甲烷系统是实现生物质资源化高效转化利用和二氧化碳减排的重要途径之一,符合我国国家战略的重大需求,但目前对该系统中的能量物质转化效率、经济环境性等问题的分析不够深入。为了深入认识生物甲烷系统的物质能量转化和利用情况,实现生烷甲烷体系结构的最优,本文从系统工程的思路出发,对影响整个生物甲烷系统的关键单元和子系统中的关键技术进行了分析对比,包括原料收集、发酵、甲烷提纯等过程,并结合实例进行综合分析与评价。对生物甲烷系统中各单元的技术、经济、环境的影响评价和系统网络结构多目标优化的国内外研究进展进行了简要论述,提出了生物甲烷系统研究所面临的技术瓶颈和挑战。指出针对资源的特殊性,需要建立综合考虑过程模拟、能效分析、全生命周期及经济评价的系统集成方法,对生物甲烷反应、产物分离、储运、输送等各个环节的物质转化、能量利用效率及环境影响进行评价和分析,发现影响其可持续性能的瓶颈;进一步考虑技术、经济和环境等指标进行多目标优化,获得优化策略,实现生物甲烷系统物质能量利用效率的最优化和能源资源的最优配置。
生物甲烷繫統是實現生物質資源化高效轉化利用和二氧化碳減排的重要途徑之一,符閤我國國傢戰略的重大需求,但目前對該繫統中的能量物質轉化效率、經濟環境性等問題的分析不夠深入。為瞭深入認識生物甲烷繫統的物質能量轉化和利用情況,實現生烷甲烷體繫結構的最優,本文從繫統工程的思路齣髮,對影響整箇生物甲烷繫統的關鍵單元和子繫統中的關鍵技術進行瞭分析對比,包括原料收集、髮酵、甲烷提純等過程,併結閤實例進行綜閤分析與評價。對生物甲烷繫統中各單元的技術、經濟、環境的影響評價和繫統網絡結構多目標優化的國內外研究進展進行瞭簡要論述,提齣瞭生物甲烷繫統研究所麵臨的技術瓶頸和挑戰。指齣針對資源的特殊性,需要建立綜閤攷慮過程模擬、能效分析、全生命週期及經濟評價的繫統集成方法,對生物甲烷反應、產物分離、儲運、輸送等各箇環節的物質轉化、能量利用效率及環境影響進行評價和分析,髮現影響其可持續性能的瓶頸;進一步攷慮技術、經濟和環境等指標進行多目標優化,穫得優化策略,實現生物甲烷繫統物質能量利用效率的最優化和能源資源的最優配置。
생물갑완계통시실현생물질자원화고효전화이용화이양화탄감배적중요도경지일,부합아국국가전략적중대수구,단목전대해계통중적능량물질전화효솔、경제배경성등문제적분석불구심입。위료심입인식생물갑완계통적물질능량전화화이용정황,실현생완갑완체계결구적최우,본문종계통공정적사로출발,대영향정개생물갑완계통적관건단원화자계통중적관건기술진행료분석대비,포괄원료수집、발효、갑완제순등과정,병결합실례진행종합분석여평개。대생물갑완계통중각단원적기술、경제、배경적영향평개화계통망락결구다목표우화적국내외연구진전진행료간요논술,제출료생물갑완계통연구소면림적기술병경화도전。지출침대자원적특수성,수요건립종합고필과정모의、능효분석、전생명주기급경제평개적계통집성방법,대생물갑완반응、산물분리、저운、수송등각개배절적물질전화、능량이용효솔급배경영향진행평개화분석,발현영향기가지속성능적병경;진일보고필기술、경제화배경등지표진행다목표우화,획득우화책략,실현생물갑완계통물질능량이용효솔적최우화화능원자원적최우배치。
Biomethane route/system is one of the most important ways of reasonablely utilizing biomass,reducing emissions of carbon dioxide and other pollutants. There is not an insight analysis focusing on the material and energy conversion,economic and environment issues of the system. In order to have an insight understanding of biomethane system,this paper reviews the related units and sub-systems which affect the system from the viewpoint of process system engineering,including feedstock fermentation , biogas upgrading and product transportation , and makes analysis and evaluation. Research progress of evaluation of the effects of biomethane process on technology, economy and environment and multi-objective optimization in China and the rest of the world is presented,and technical bottlenecks and challenges of research on biomethane system are discussed. Aimed at the specialties of resources,a system integration method comprehensively considering process simulation,energy efficiency analysis,whole life cycle,and economic evaluation is required to evaluate and analyze material conversion,energy efficiency,and environmental impact in digestion of biomethane,product separation,storage,and transportation to find out the bottleneck of sustainable performance,and further to make multi-objective optimization of technology,economy and environment to achieve optimized utilization of biomethane and optimized allocation of energy resources.