vestnik Вестник ОИВТ РАН Вестник ОИВТ РАН ОИВТ РАН 24 https://doi.org/10.33849/2018124 Термодинамическое моделирование алюмоводородной энерготехнологической установки для синтеза метанола из продуктов газификации Thermodynamic modeling of the combined power plant including the methanol synthesis of the products of the aluminium supported gasification Иванов П.П. Киселева Е.А. 2018 1 109 114

Проведено термодинамическое моделирование энерготехнологической установки для синтеза метанола из продуктов газификации углерода. Горючий газ после двух ступеней синтеза метанола сжигается в газотурбинной установке с двухступенчатым сжатием и с промежуточным охлаждением впрыском воды. Рассмотрены два варианта процесса газификации. В качестве классического -- автотермический процесс с парокислородным дутьем, в качестве поискового -- аллотермический процесс за счет тепла гидротермального окисления алюминия. Относительные энергетические характеристики вариантов близки друг к другу. Эффективность превращения твердого топлива в метанол и газообразное топливо превышает 80\%. Выход метанола - около 20\% от тепловой мощности, к.п.д. преобразования в электричество тепловой мощности за вычетом метанола – 48\%. Расчет теплового баланса с помощью суммарных TQ диаграмм выявил наличие сильного синергетического эффекта при совместной оптимизации установки синтеза метанола и регенеративного газотурбинного цикла.

Thermodynamic modeling of the combined power plant is performed. The plant includes the aluminium supported gasification of the carbon and the methanol synthesis of the gasification products. The residue leaving the two stage reactor for methanol synthesis is burned in the gas turbine cycle with two stage compression and with water injection intercooling. Two options of gasification are considered. The conventional one is autothermal process with oxygen-steam blast, and the advanced one is the aluminium supported gasification, using the heat of the hydrothermal oxidation of aluminium. Energy related characteristics of two options are similar. The efficiency of the conversion of solid fuel heat capacity into the one of methanol and synthesis gas is higher than 80%. Methanol output is near to 20% of heat input. The efficiency of conversion of heat input with the deduction of methanol into electricity is 48%. Pinch point analysis using the composed TQ diagrams for heat sources and heat sinks shows the appreciable synergistic effect in the global optimization of methanol synthesis process together with the regenerative gas turbine cycle.

 газификация твердого топлива гидротермальная реакция окисления алюминия синтез метанола газотурбинный цикл solid fuel gasification hydrothermal oxidation of aluminium methanol synthesis gas turbine cycle