(严勋)开题报告

毕业设计论文开题报告能源与动力学院SchoolofEnergyandPower专业班级：能化本111学生姓名：严勋学生学号：2011107121指导教师：赵海开题时间：2015年3月9日一、总体说明在开题报告中要求给出你对课题的理解，类似的研究在国内外的进展情况，你对系统设计的初步设想，主要需要解决的技术难题和解决思路，同时应给出课题的时间安排。二、开题报告内容1．毕业设计（论文）课题的目的、意义、国内外现状及发展趋势2．课题主要工作（设计思想、拟采用的方法及手段）3．完成课题的实验条件、预计设计过程中可能遇到的问题以及解决的方法和措施4．毕业设计（论文）实施计划(进度安排)5．参考文献三、撰写要求1．报告字数不少于3000字2．报告内容一律用A4纸打印3.上交时间为毕业设计第三周周末。论文题目华能集团17万立方/小时合成气气化工艺设计一、毕业设计（论文）课题的意义、国内外现状及发展趋势1、毕业设计课题的意义我国能源状况是贫油，少气，富煤，因此是世界上最大的煤炭生产和消费国,也是世界上为数不多的以煤炭为主要一次能源的国家之一。煤炭在我国能源消费结构中的比例一直很高，但是煤燃烧过程中效率低、污染严重两大问题是制约我国经济、社会持续发展的关键因素。近年来，PM2.5，雾霾等空气污染不断威胁人类健康，我国人民不仅仅要求生活水平不断提高，更加注重生活质量的提高，因此我国明确提出了近期我国该领域的研究方向及主要课题。认为:近期积极开展煤的清洁燃烧、环境友好的多联产资源化利用、燃煤的近零排放技术、能源利用过程中的污染物生成、新能源及低品位能源的高效清洁利用等方面的研究,对于促进我国可持续发展,具有十分重要的战略意义。科学家积极发展煤的清洁领域，已经积极向煤制合成气，煤制天然气，煤制乙醇，煤制甲醇领域发展。这些煤清洁利用工艺能大幅量降低煤燃烧产生的污染。因此，煤的第二次革命正式开始，再一次展示作为能源的黑金子闪闪发光。这样可以大量减少人类对于石油的高度依赖，延迟人类因石油的枯竭而止步不进甚至倒退，人类文明又可以得到可持续发展。2、发展现状煤制天然气工艺路线的核心技术是甲烷化技术，最早由德国鲁奇公司和南非沙索公司的工程师在半工业化实验厂进行考察时提出。国外的研发是以制取代用天然气为目的，目前大型甲烷化技术在国外发展已经成熟。能够提供成套技术的主要有德国的鲁奇公司、丹麦的托普索公司、英国的Davy公司以及美国的巨点能源公司等。鲁奇公司和南非沙索公司，在南非F-T煤制油工厂旁建了一套半工业化煤制合成天然气试验装置，同时，鲁奇公司和奥地利艾尔帕索天然气公司在奥地利维也纳石油化工厂建设了另一套半工业化的天然气试验装置。两套试验装置都进行了较长时期的运转。美国大平原煤气化厂是世界上第一座由煤气化经甲烷化合成高热值煤气的大型商业化工厂，采用鲁奇加压移动床气化炉，用北达可达褐煤的块煤为原料，生产代用天然气[3]，商业运作20年，实现了长周期平稳运行，经济效益良好。我国在20世纪80年代至90年代煤气甲烷化增加热值的研究开发工作的进展较为迅速。当时开展的“水煤气甲烷化技术生产城镇燃气的研究”，主要用来解决城市煤气热值问题，参与这项研究的单位有：中国科学院大连化物所、煤科总院北京煤化所、中国科技大学、西北化工研究所、华东理工大学及上海煤气公司等。其中中科院大连化学物理研究所、华东理工大学及西北化工研究院在低热值煤气甲烷化制取中热值城市煤气方面做了大量工作。中科院大连化学物理研究所进行了常压水煤气甲烷化、加压耐硫甲烷化及低压耐硫甲烷化技术的研究开发。西北化工研究院于1997年完成两段煤气甲烷化催化剂及多段固定床甲烷化工艺中间试验。目前，我国企业进行大量的煤制合成气，煤制天然气等项目，积极响应国家政策。3、发展趋势“十二五”期间，我国将在煤炭液化、煤制天然气、煤制烯烃、煤制合成氨—尿素、煤制乙二醇、低价煤提质、煤制芳烃等七大板块安排重大示范项目。作为新兴产业，我国现代煤化工产业目前尚处于初级极端，首要任务不是急于扩大规模，而是通过一批重点示范项目的建设，解决装置大型化、优化工艺技术、提高转化效率、促进节能减排、降低对环境影响等关键性问题，探索煤炭高效情节转化和石化原料多元化发展的途径。国内天然气供应的缺口正逐年加大，对外依存度更是呈快速上升之势。据有关数据预测，到2020年，国内天然气缺口将达1000亿立方米。2011年，中国天然气对外依存度达24%，与2010年12.8%相比，呈成倍增长态势。这从客观上加大了对非常规天然气及替代天然气的需求力度，除页岩气开发力度加大外，煤制天然气在国家十二五战略中也被寄予厚望。随着煤化工行业的蓬勃发展和天然气消费量的大幅增长，我国煤制天然气行业取得长足发展，成为煤化工领域投资热点。2009年，神华集团鄂尔多斯20亿立方米煤制天然气项目奠基，大唐集团阜新40亿立方米/年煤制天然气项目通过了环保部的环评，中海油同煤集团40亿立方米/年煤制天然气项目正式启动，新汶矿业集团伊犁能源年产100亿立方米煤制天然气一期工程开工建设……。一批投资数额巨大的煤制气项目陆续上马，我国煤制天然气领域呈现良好发展势头。部分数据显示，未来我国天然气供不应求的局面将长期存在，而利用煤炭资源相对丰富的特点发展煤制天然气产业，是缓解我国天然气供求矛盾的一条有效途径。煤制天然气产品的低热值比国家天然气质量标准规定的低热值高17.8%-21%，能量转化效率高。当石油价格为80美元/bbl时，与进口天然气、进口LNG相比，煤制天然气价格具有竞争力。目前国内天然气进口量逐年增加，对外依存度亦与日俱增。全世界天下太平远未到来，如在天然气进口上依然步进口石油之后尘，则会出现能源安全与否取决于国外的局面。出于国家能源安全之考虑，发展煤制天然气实乃上策。发展煤制天然气既可作无天然气供应地区的气源，又可作管道天然气的补充气源和调峰气源。一旦多联产开发成功和应用，则必将最终实现跨行业、多联产、集团化发展之路。自煤制油的新项目叫停后，煤制天然气项目相继出现。随着我国工业化、城镇化的发展和人民生活水平的提高，对清洁能源天然气的需求量迅速增长，天然气供不应求的局面将会长期存在。利用我国煤炭资源相对丰富的特点发展煤制天然气产业，补充天然气资源的不足，是一条缓解我国天然气供求矛盾的有效途径，有着广阔的发展前景。作为未来煤炭行业发展的最新且最具发展潜力的方向，煤制合成气必能得到长足的发展，彻底解决煤一次性燃烧所产生的高度污染。煤制合成气更有利于长途运输，利用管道运输成本大大降低，使得我国能源消耗结构得到合理的安排。二、课题预期目标及主要工作（设计思想、拟采用的方法及手段）（一）预期目标通过查阅文献资料了解并掌握合成气气化的原理和工艺流程；选择合适的工艺；进行系统设备的主要性能参数设定；系统设备的选型；数据整理于论文写作。（二）主要工作查阅5篇以上的相关文献，掌握合成气气化的基本原理；了解气化工艺过程并尽量选择合理的工艺流程；了解气化工艺的主要设备并选择；掌握气化技术路线和关键技术；明确毕业设计的目的、内容和方案；三、预计设计过程中可能遇到的问题以及解决的方法和措施问题一：对一些技术名词，外文文献的了解不够透彻，不能很好的应用到设计。措施：利用网络技术查询；同学之间交流；请教老师。问题二：参考文献不足，设计数据少，计算公式难找。措施：利用学校图书馆查询相关文献，再次利用网络，例如校园网络图书馆“万方数据库”，百度文库等网络工具查询文献与数据公式。积极和相关同学讨论如何得到数据公式。问题三：对于设计中需要设计的现场设备的选型，材料的选用，尺寸的大小很难确定。措施：首先回顾之前学到的机械基础设计的知识，再次查询相关的书本知识，最后请教相关任课老师，积极解决课设中遇到的问题。四、进度安排第1-2周：查阅文献，学习合成气气化工艺技术相关知识。第5-6周：了解合成气气化工艺系统各种工艺和主要设备，提交开题报告。第7-10周：分析资料，设备选型，工艺计算，初步确定工艺设计方案。第11-14周：绘制工艺流程图，系统布置图，设备图。第15周：撰写毕业设计。第16周：论文答辩。五、参考文献【1】姚飞.中国发展煤制天然气/煤层气战略意义及相关政策解读.中国煤制天然气/煤层气（国际）高峰论坛[C]，2009.【2】周晓奇,房根祥.煤基合成代用天然气甲烷化工艺及催化剂研究.中国煤制天然气/煤层气（国际）高峰论坛[C],2009.【3】赵振本.美国大平原煤气化厂[J].煤炭加工与综合利用，1986..【4】刘志光,龚华俊,余黎明.我国煤制天然气发展的探讨[J].煤化工.【5】汪家铭.煤制天然气发展概况与市场前景[J].产业发展，2009.【6】张成.CO和CO2甲烷化反应研究进展[J].化工进展，2007,26.【7】方琪.城市煤气甲烷化催化剂研究进展[J].南化科技，1994,15【8】杨盛銮.合成氨厂用甲烷化催化剂的发展概况[J].化肥与催化，1991（1）：34-37.【9】Productionofsyntheticnaturalgas(SNG)fromcoalanddrybiomassAtechnologyreviewfrom1950to2009，JanKopyscinski,TilmanJ.Schildhauer*,SergeM.A.Biollaz【10】ChorenIndustries,Germany,OptimizedFuelsforSustainableTransportOPTFUEL,AdemonstrationprojectwithintheEuropean7thFrameworkprogramme,2009.【11】EuropeanUnionProject–BioDME–ProductionofDMEfromBiomassandutilisationasfuelfortransportandforindustrialuseProjectNoTREN/FP7EN/218923,2008.【12】MITChemicalEngineering,MassachusettsInstituteofTechnology,UnitedStates,HydrothermalConversionofMicroalgaetoBiofuels,2009.【13】StrakeyJP,ForneyAJ,HaynesWP.Methanationincoalgasificationprocesses,Technicalreport,PittsburghEnergyResearchCenterpreparedforUSEnergyResearchandDevelopmentAdministration,PERC/IC-75/1,PittsburghEnergyResearchCenter,1975.六、指导教师意见指导教师签名：年月日