Design og modellering af metanolanlæg til VEnzin-visionen Bilag

More documents

Recommendations

Info

Navn / beskrivelse DNA-navn Elektrolyseanlæg ELECTROLYSER Damptørrer DRYER_04 Gasrenser GASCLE_2 Dampreformer STEAM_REFORMER Gaskøler med udkondensering af vand GASCOOL2 Metanolreaktor MEOH_CONVERTER Gaskøler med udkondensering af vand og metanol GASCOOL4 Blandetank MIXING_TANK Destillationskolonne (destillationstrin) DISTILLATION_STAGE El-motor EL_MOTOR Massestrømsdeler med variabelt antal opdelinger SPLITTER2 Massestrømsdeler med fast opdelingsforhold SPLITTER3 Idealgasblander med variabelt antal inputstrømme MIXER_03 Trykseparator PRES_SEP Komponent, der sætter molbrøken af en komponent i en idealgasblanding SET_X Komponent, der sætter molbrøken af en komponent i en SET_X_REALFLUID 2-komponent fluid-blanding Massestrømsmåler MEASURE_FLOW Massestrømsindstiller SET_FLOW Temperaturindstiller SET_TEMP Tabel 7.1. Tilføjede komponenter til DNA. 7.1.4 Komponentbeskrivelser Nedenfor er alle de komponenter som benyttes i modellen af metanolanlægget beskrevet. Elektrolyseanlæg Elektrolyseanlægget producerer ilt og brint ved at spalte vand vha. elektricitet. Anlægget er karakteriseret ved en virkningsgrad, som er defineret på følgende måde: Ligning 7.2: Elektrolysevirkningsgraden m H LHV 2 H2 P ⋅ & η = el Hvor m& H er massestrømmen af brint, 2 er den elektriske effekt. LHV H er den nedre brændværdi af brint (massebasis) og Pel 2 Anlægget kan benyttes til både høj- og lav-temperaturelektrolyse samt tryksat elektrolyse. DNA-navn: ELECTROLYSER Damptørrer Damptørreren benytter vanddamp til tørring af biomasse. Produkterne fra komponenten er tørret biomasse og afkølet damp. Det fordampede vand fra biomassen blandes med den tilførte damp. I denne komponent er temperaturen af den tørrede biomasse sat lig temperaturen af den afkølede damp – svarende til fx en fluid bed tørringsproces. 14
DNA-navn: DRYER_04 Forgasser Forgasseren producerer forgasningsgas ud fra et fast brændsel og en oxygenholdig gas (evt. ren oxygen). Der er også mulighed for at tilføre vand/vanddamp til forgasseren. Forgasseren udregner gassammensætningen af forgasningsgassen vha. kemisk ligevægt (minimering af Gibbs-energi) mellem følgende 8 komponenter: hydrogen (H2), kulmonooxid (CO), kuldioxid (CO2), vanddamp (H2O), hydrogensulfid (H2S), metan (CH4), nitrogen (N2) og argon (Ar). Forgasningsgas vil typisk også indeholde klor (Cl), ammoniak (NH3), tjære og partikler. Idet gasrensningen i modellen kun er udført ved at fjerne de uønskede komponenter fra forgasningsgassen uden effektforbrug eller tryktab, har det meget lille betydning, at ikke alle de omtalte komponenter forefindes i den udregnede forgasningsgas. Den eneste omkostning ved gasrensningen i modellen er økonomisk. DNA-navn: GASIFI_3 Gasrenser Gasrenseren fjerner hydrogensulfiden (H2S) fra forgasningsgassen. Den eneste omkostning ved gasrensningen er udgiften til gasrenseren. DNA-navn: GASCLE_2 Dampreformer Denne komponent foretager en autotermisk reformering af naturgas eller en anden kulbrintegas. Det betyder at varmen til dampreformeringen kommer fra en delvis oxidation af kulbrintegassen. Dermed er der tre input til reformeren: en kulbrintegas, vanddamp og en oxygenholdig gas. Gassammensætningen af den reformerede gas udregnes vha. kemisk ligevægt (minimering af Gibbs-energi) mellem følgende 5 komponenter: hydrogen (H2), kulmonooxid (CO), kuldioxid (CO2), vanddamp (H2O) og metan (CH4). DNA-navn: STEAM_REFORMER Metanolreaktor Metanolreaktoren konverterer en syngas til en metanolholdig gas. Gassammensætningen af den konverterede gas udregnes vha. kemisk ligevægt (minimering af Gibbs-energi) mellem følgende 5 komponenter: hydrogen (H2), kulmonooxid (CO), kuldioxid (CO2), vanddamp (H2O) og metanol (CH3OH). I forbindelse med metanolkonverteringen er faktoren M for syngassen central: Ligning 7.3: M-faktor for produktion af flydende brændsler n& H − n& 2 CO2 M = n& + n& CO2 CO Hvis M=2 er forholdet mellem molstrømmene i syngassen således at alle 3 gasser (H2, CO, CO2) i teorien kan omdannes helt til metanol og vand (jævnfør Ligning 7.4 og Ligning 7.5). Ligning 7.4: Reaktionsligning for metanolproduktion ud fra CO: CO + 2H 2 → CH 3OH Ligning 7.5: Reaktionsligning for metanolproduktion ud fra CO2: 15
Page 1 and 2: Design og modellering af metanolanl
Page 3 and 4: 2 Resumé I forbindelse med DONG En
Page 5 and 6: 4 Indholdsfortegnelse 1 Abstract...
Page 7 and 8: 5 Indledning Baggrunden for dette p
Page 9 and 10: 7 Design og statisk modellering af
Page 11 and 12: Brint er specielt fordelagtig til m
Page 13: Ligning 7.1: Den specifikke varmeka
Page 17 and 18: T Fordampning Pinch points Figur 7.
Page 19 and 20: Massestrøm af Metanol/vand-blandin
Page 21 and 22: Parameter Værdi Komponenter Evt. k
Page 23 and 24: 7.2 Anlægskonfigurationer Den opby
Page 25 and 26: 7.3 Økonomi For at kunne vurdere o
Page 27 and 28: Input-priser Kilde Elektricitet 18
Page 29 and 30: 7.4 Termoøkonomisk analyse Der er
Page 31 and 32: Komponent Produkt(er) Spild Elektro
Page 33 and 34: Tabet i fysisk exergi forekommer ho
Page 35 and 36: Anlæg 1 Total: 320 MWex (292 MW) 7
Page 37 and 38: antagelse, da naturgasnettet er try
Page 39 and 40: 246 562 112 Anlæg 1 Total: 1222 mi
Page 41 and 42: Brændsel Pris Kilde [kr/L] [kr/GJe
Page 43 and 44: Metanolomkostning [kr/GJex] 500 450
Page 45 and 46: 7.5.2 Parametervariation Nedenfor e
Page 47 and 48: Udkondenseret metanol [%] 100 95 90
Page 49 and 50: Metanolrenhed efter destillation [m
Page 51 and 52: vandkoncentrationen i syngassen fal
Page 53 and 54: Metanolexergivirkningsgrad [%] 73 7
Page 55 and 56: Metanolrenhed efter destillation [m
Page 57 and 58: Dette betyder at den metanolholdige
Page 59 and 60: Atmosfærisk forgasning (1 bar) Try
Page 61 and 62: 7.6 Diskussion I parametervariation
Page 63 and 64: 7.6.2 Alternative anlægsdesign Ned
Page 65 and 66:
8 Benyttelse af underjordiske gasla
Page 67 and 68:
8.2 Scenarier Der er undersøgt 2 s
Page 69 and 70:
Ligning 8.5: Reference-el-omkostnin
Page 71 and 72:
Ligning 8.13: Tidskonstant for lage
Page 73 and 74:
Brintlagerbeholdning [MWh] 3000 250
Page 75 and 76:
Brintlagerbeholdning [MWh] 400 350
Page 77 and 78:
den time, hvor regulatorligningen b
Page 79 and 80:
El-pris-funktionen [kr/MWh] 500 450
Page 81 and 82:
Brintlagerbeholdning [MWh] 100 90 8
Page 83 and 84:
Omkostninger [%] 100 90 80 70 60 50
Page 85 and 86:
Sparede omkostninger [%] 30 25 20 1
Page 87 and 88:
selvstændig investering og de omko
Page 89 and 90:
Tilbagebetalingstid (beregnet ud fr
Page 91 and 92:
Sparede omkostninger i nutidsværdi
Page 93 and 94:
Tilbagebetalingstid [år] 15 10 5 0
Page 95 and 96:
8.4 Diskussion Resultaterne præsen
Page 97 and 98:
El-pris [kr/Mwh] 400 350 300 250 20
Page 99 and 100:
9 Konklusion I den første del af r
Page 101 and 102:
http://www.energyserver.net/ET1/Def
Page 103 and 104:
11 Nomenklaturliste c omkostning pe
Page 105 and 106:
Design og modellering af metanolanl
Page 107 and 108:
25. Flowsheets for metanolanlæg -
Page 109 and 110:
2. Forgasserpris - Choren Choren In
Page 111 and 112:
4. El-afgifter og -tariffer GE-NET
Page 113 and 114:
6. Naturgasafgifter - DONG Energy N
Page 115 and 116:
8. Benzinforbrug til vejtransport E
Page 117 and 118:
10. Benzinafgift Benzinafgifter fra
Page 119 and 120:
12. Metanolpris Metanolpriser fra M
Page 121 and 122:
Methanex Non-Discounted Reference P
Page 127 and 128:
14. Metanolproduktion, NZIC New Zea
Page 129 and 130:
Maui Gas Supply Kapuni Gas Supply N
Page 131 and 132:
Gas metering and letdown The proces
Page 133 and 134:
Methanol Distillation Crude methano
Page 135 and 136:
Product Gasoline Pipeline (250 mm N
Page 137 and 138:
steam, preheat the reactants (steam
Page 139 and 140:
As it is very difficult to separate
Page 141 and 142:
Operational processes A schematic l
Page 143 and 144:
The reaction of the synthesis gas c
Page 145 and 146:
Figure 15 - Flowsheet of the MTG pr
Page 147 and 148:
15. Metanolproduktion, Nykomb Nykom
Page 149 and 150:
NYKOMB SYNERGETICS 2. Methanol Plan
Page 151 and 152:
NYKOMB SYNERGETICS 6. Investment Es
Page 153 and 154:
NYKOMB SYNERGETICS 9. Logistics and
Page 155 and 156:
16. Metanolproduktion, Wikipedia Wi
Page 157 and 158:
18. Flowsheet for et metanolanlæg
Page 159 and 160:
20. Flowsheet for metanolanlæg - u
Page 161 and 162:
21. Flowsheet for metanolanlæg - t
Page 163 and 164:
22. Flowsheet for metanolanlæg - t
Page 165 and 166:
Page 167 and 168:
0 1 1 1 P 2 M type NOD* 2 1 type NO
Page 169 and 170:
Page 171 and 172:
Page 173 and 174:
Page 175 and 176:
Page 177 and 178:
Page 179 and 180:
Page 181 and 182:
Page 183 and 184:
Page 185 and 186:
27. Flowsheet for metanolanlæg - f
Page 187 and 188:
28. Flowsheet for metanolanlæg - f
Page 189 and 190:
29. Matlab-kode til Scenarie 1
Page 191 and 192:
18-03-07 23:10 D:\DTU\Eksamensproje
Page 193 and 194:
Page 195 and 196:
Page 197 and 198:
Page 199 and 200:
Page 201 and 202:
Page 203 and 204:
Page 205 and 206:
Page 207 and 208:
Page 209 and 210:
Page 211 and 212:
Page 213 and 214:
32. DNA-kode for metanolanlæg
Page 215 and 216:
metanolanlaeg.dna d:/DTU/Eksamenspr
Page 217 and 218:
metanolanlaeg.dna d:/DTU/Eksamenspr
Page 219 and 220:
33. Dokumentation for tilføjede DN
Page 221 and 222:
17.121.4 Conditions ˙m1 > 0 ˙m2 <
Page 223 and 224:
9. - 10. - 11. - 12. - 13. - 14. -
Page 225 and 226:
17.123 GASIFI_3_VENZIN Gasifier wit
Page 227 and 228:
13. - 14. - 15. - 16. - 17. - 18. -
Page 229 and 230:
17.124 GASCLE_2 Syngas cleaning. Th
Page 231 and 232:
38. Compound number 39. Compound nu
Page 233 and 234:
43. - 44. - 45. - 46. - 47. - 48. -
Page 235 and 236:
17.124.5 Example struc Cleaner GASC
Page 237 and 238:
10. - 11. - 12. - 13. - 17.125.4 Co
Page 239 and 240:
7. - 8. - 9. - 10. - 11. - 12. - 13
Page 241 and 242:
17.126.4 Conditions ˙m1 > 0 ˙m2 <
Page 243 and 244:
11. - 12. - 13. - 14. - 15. - 16. -
Page 245 and 246:
17.128 SET_M Utility component for
Page 247 and 248:
4. - 5. - 6. - 7. - 8. - 9. - 10. -
Page 249 and 250:
17.129.4 Conditions ˙m1 > 0 ˙m2 <
Page 251 and 252:
17.130.4 Conditions ˙m1 > 0 ˙m2 <
Page 253 and 254:
17.131.2 Equations Number of equati
Page 255 and 256:
17.132 EL-MOTOR Motor with efficien
Page 257 and 258:
8. - 9. - 17.133.3 Conditions ˙m1
Page 259 and 260:
17.135 MIXER_03 Mixer for ideal gas
Page 261 and 262:
33. - 34. - 35. - 36. - 37. - 38. -
Page 263 and 264:
17.137 SET_X Utility component for
Page 265 and 266:
17.138.4 Conditions ˙m1 > 0 ˙m2 <
Page 267 and 268:
17.140 SET_FLOW Utillity component
Page 269 and 270:
17.142 SET_TEMP2 Utillity component
Page 271 and 272:
34. Tilføjede komponenter til DNA
Page 273 and 274:
VEnzin.for c:/dna/source/ C C Param
Page 275 and 276:
VEnzin.for c:/dna/source/ CA ANTED
Page 277 and 278:
VEnzin.for c:/dna/source/ IF (MDOT(
Page 279 and 280:
VEnzin.for c:/dna/source/ MMVAR(1)
Page 281 and 282:
VEnzin.for c:/dna/source/ ENDDO DO
Page 283 and 284:
VEnzin.for c:/dna/source/ $fluid O2
Page 285 and 286:
VEnzin.for c:/dna/source/ C−−
Page 287 and 288:
VEnzin.for c:/dna/source/ CA FKOMP
Page 289 and 290:
VEnzin.for c:/dna/source/ ENDDO NIN
Page 291 and 292:
VEnzin.for c:/dna/source/ C Subrout
Page 293 and 294:
VEnzin.for c:/dna/source/ CALL STAT
Page 295 and 296:
VEnzin.for c:/dna/source/ CA 3: Flu
Page 297 and 298:
VEnzin.for c:/dna/source/ C C C M_B
Page 299 and 300:
VEnzin.for c:/dna/source/ C C SETFL
Page 301 and 302:
VEnzin.for c:/dna/source/ C C GASCO
Page 303 and 304:
VEnzin.for c:/dna/source/ RES(5) =
Page 305 and 306:
VEnzin.for c:/dna/source/ c c c E2=
Page 307 and 308:
VEnzin.for c:/dna/source/ C C HEATE
Page 309 and 310:
VEnzin.for c:/dna/source/ $ ’$\\d
Page 311 and 312:
VEnzin.for c:/dna/source/ c 1 = Wat
Page 313 and 314:
VEnzin.for c:/dna/source/ CA 4: Fin
Page 315 and 316:
VEnzin.for c:/dna/source/ CL K_MED
Page 317 and 318:
VEnzin.for c:/dna/source/ CA MEDIE
Page 319 and 320:
VEnzin.for c:/dna/source/ CA −4 :
Page 321 and 322:
VEnzin.for c:/dna/source/ C ENDDO E
Page 323 and 324:
VEnzin.for c:/dna/source/ MEDIE(2)
Page 325 and 326:
VEnzin.for c:/dna/source/ C C 400 C
Page 327 and 328:
VEnzin.for c:/dna/source/ GOTO 9999
Page 329 and 330:
VEnzin.for c:/dna/source/ MEDIE(1)
Page 331 and 332:
Page 333 and 334:
VEnzin.for c:/dna/source/ RES(1) =
Page 335 and 336:
Page 337 and 338:
Page 339 and 340:
35. Metanol (fluid) til DNA - Fortr
Page 341 and 342:
methanol.for d:/DTU/Eksamensprojekt
Page 343 and 344:
Page 345 and 346:
Page 347 and 348:
Page 349 and 350:
Page 351 and 352:
Page 353 and 354:
Page 355 and 356:
Page 357 and 358:
show all

Design og modellering af metanolanlæg til VEnzin-visionen Bilag

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?