基于Aspen Plus模拟的生活垃圾气化电化学提质制二甲醚系统评估

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收稿日期：2024-12-18 修回日期：2025-01-20 接受日期：2025-01-22

DOI:10.20078/j.eep.20250202

摘要：生活垃圾转化为高价值的二甲醚可以减少CO2排放。为了评估其反应特性，简化合成气提质工艺流程，优化系统工艺参数，采用Aspen Plus模拟了生活垃圾气化-电化学提质制备二甲醚系统，计算了二甲醚产率和系统运行中CO2的减排效果。研究使用生活垃... 展开+

摘要：生活垃圾转化为高价值的二甲醚可以减少CO2排放。为了评估其反应特性，简化合成气提质工艺流程，优化系统工艺参数，采用Aspen Plus模拟了生活垃圾气化-电化学提质制备二甲醚系统，计算了二甲醚产率和系统运行中CO2的减排效果。研究使用生活垃圾作为原料，O2作为气化剂，分别对比了收到基和干燥基下生活垃圾的不同气化特性，探究了不同的气化氧当量和气化温度对系统性能的影响，例如二甲醚产量、水蒸气产量、O2产量和CO2减排量等。结果表明，在收到基生活垃圾气化时，合成气中CO2和水蒸气含量过高，导致电化学提质后氢碳比大于2，不能满足合成气要求。因此，选择干燥基生活垃圾进行模拟计算。随着气化氧当量的增加，二甲醚产量、水蒸气产量、O2产量和CO2减排量均不断增加；而气化温度的升高，使得二甲醚产量和CO2减排量先增加后趋于稳定，水蒸气产量和O2产量则先增加后减少。系统的最佳反应工艺参数为气化氧当量0.275、气化温度850℃。在此条件下，消耗生活垃圾100 kg/h，可产生二甲醚51.44 kg/h、水蒸气（300℃）288.19 kg/h和O2 33.99 kg/h，并减少CO2排放196.81 kg/h。本研究为生活垃圾的无害化和资源化利用提供了参考。 收起-

作者：

崔东旭^1,2
胡晓宇¹
刘现宁¹
武朝阳¹
徐越²
于梦竹³
周建斌¹
陈登宇^1,*

作者简介

第一作者：崔东旭（1995—），男，辽宁铁岭人，讲师，主要研究方向为生物质气化-固体氧化物燃料电池。E-mail：cuidx@njfu.edu.cn
通讯作者：陈登宇（1985—），男，安徽太和人，教授，主要研究方向为生物质热化学转化。E-mail：chendy@njfu.edu.cn

单位

1.南京林业大学材料科学与工程学院
2.东南大学能源与环境学院能源热转换及其过程测控教育部重点实验室
3.南京环境集团有限公司

关键字

生活垃圾
气化
氧当量
气化温度
二甲醚

基金项目

国家自然科学基金资助项目（52076112）；江苏省自然科学基金青年基金资助项目（BK20240675）

引用格式

崔东旭, 胡晓宇, 刘现宁, 武朝阳, 徐越, 于梦竹, 周建斌, 陈登宇. 基于Aspen Plus模拟的生活垃圾气化电化学提质制二甲醚系统评估[J/OL]. 能源环境保护: 1-9[2025-02-24]. https://doi.org/10.20078/j.eep.20250202.

CUI Dongxu, HU Xiaoyu, LIU Xianning, WU Zhaoyang, XU Yue, YU Mengzhu, ZHOU Jianbin, CHEN Dengyu. Evaluation of Municipal Solid Waste Conversion to Dimethyl Ether via Gasification and Electrochemical Upgrading System Based on Aspen Plus Simulation[J/OL]. Energy Environmental Protection: 1-9[2025-02-24]. https://doi.org/10.20078/j.eep.20250202.

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