基于碳捕集的联合钢铁企业减排系统优化研究

摘要

目前，中国已经成为世界上第一大温室气体排放国，温室气体排放量在未来一段时间内还将持续增长。碳排放已经作为约束性指标纳入国家发展战略规划之中，其中钢铁行业的碳减排更是重点工作领域。为了科学应对碳减排，探索钢铁行业的低碳发展模式，过去的研究主要集中在关注适用于钢铁行业的间接减排途径，忽视碳捕集等直接减排技术，特别是忽略了从整个钢铁减排系统经济最优化的角度，研究钢铁减排系统中间接和直接减排技术的组合，并缺少在不同技术间存在复杂的竞争或共存关系情况下，对联合钢铁企业减排系统的整体规划。
　　因此，本研究梳理了适用于钢铁行业的减排技术，辨识不同减排技术的先进性、技术性、经济性，其中重点分析了适用于联合钢铁企业的碳捕集技术的技术性和经济性;构建联合钢铁企业减排系统优化模型，以系统总成本最小化为目标，对包含碳捕集技术的联合钢铁企业减排系统进行规划;分析不同减排情景对企业减排系统的影响，从而为联合钢铁企业减排系统的综合管理和决策支持提供科学依据。通过对中国联合钢铁企业减排的案例研究，验证所开发模型在科学规划联合钢铁企业减排系统方面的实用性。应用结果表明，随着钢铁企业减排压力的增加，利用间接减排技术实现减排的成本越来越高昂，碳捕集技术将逐渐承担更多的减排任务，成为中国联合钢铁企业实现大规模减排的主要技术。

目录

声明

摘要

1．1 研究背景和意义

1．2 国内外研究现状

1．3 研究目标和关键问题

1．3．1 研究目标与内容

1．3．2 关键问题与技术路线

1．4 论文结构框架

第2章 中国钢铁行业概况

2．1 钢铁生产流程

2．2 钢铁行业的能耗

2．3 钢铁生产的碳排放现状

2．3．1 钢铁企业的碳排放源及计算

2．3．2 钢铁行业CO2排放情况

2．4 本章小结

第3章 钢铁行业的减排技术

3．1 间接减排技术

3．1．1 技术分布

3．1．2 技术类型

3．1．3 技术普及率

3．1．4 技术水平等级

3．1．5 技术的减排效果

3．1．6 技术间的关系

3．2 直接减排技术

3．2．1 吸收分离技术

3．2．2 吸附分离技术

3．2．3 膜法分离技术

3．2．4 低温分离技术

3．2．5 水合物分离技术

3．2．6 直接减排技术对比及应用

3．3 技术的经济性

3．3．1 间接减排技术经济性

3．3．2 直接减排技术经济性

3．4 本章小结

第4章 联合钢铁企业减排系统优化模型

4．1 系统组成

4．1．1 原辅料及燃料采购模块

4．1．2 产品生产模块

4．1．3 间接减排模块

4．1．4 碳捕集模块

4．1．5 自备电厂模块

4．1．6 项目收益模块

4．2 钢铁企业减排系统优化模型

4．2．1 目标函数

4．2．2 约束条件

4．3 本章小结

第5章 模型应用-案例研究

5．1 研究系统概况

5．1．1 生产设备

5．1．2 CO2排放情况

5．1．3 减排技术

5．2 情景设计

5．3 结果分析

5．3．1 基准情景下的联合钢铁企业减排系统分析

5．3．2 减排情景下的联合钢铁企业减排系统分析

5．3．3 碳捕集情景下的联合钢铁企业减排系统分析

5．3．4 间接减排情景下的联合钢铁企业减排系统分析

5．4 本章小结

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

附录

攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果

致谢