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作者:周怀荣;郭奥雪;陈振伟;伊嘉伟;王东亮;杨勇;杨思宇;
单位:兰州理工大学石油化工学院;华南理工大学化学与化工学院;
摘要:针对传统合成氨工艺依赖化石能源,导致元素利用率低、碳排放高、经济效益差的现状,提出一种基于固体氧化物电解水制氢的合成氨工艺,旨在提高能源效率并降低碳排放。通过建模模拟、能量集成和性能分析,对比传统工艺,揭示了新工艺的技术、经济和环境优势。研究结果表明,新工艺氢、氮元素利用率分别为92.59%、90.50%,能量效率为72.19%,均高于传统工艺。新工艺生产成本为3 442.8 CNY·t~(-1)(以NH_3计),在当前市场下不具备经济优势,但随着碳税实施和可再生能源发展,当电价降至0.1 CNY·(k Wh)~(-1)时,成本可降至2 380.5 CNY·t~(-1),低于传统工艺。此外,新工艺在生产过程中不直接产生CO_2,具有广阔的发展前景。
关键词:固体氧化物电解槽;;绿氨;;过程集成;;全局能量集成;;技术-经济-环境分析
基金资助:甘肃省科技重大专项计划(23ZDGF002);; 国家自然科学基金联合基金(U22A20415)