工业硅生产系统的能流及节能研究

【摘要】：我国是世界上能源严重缺乏的国家之一,并且在不久的将来会成为世界第一大能源消费国。节约能源和合理利用能源不仅是缓和当前能源紧张的迫切任务,也是一项长期的战略任务。工业硅行业和钢铁、电解铝等行业一样,都是高耗能的资源性产品行业。我国工业硅单位电耗超出国际先进水平10%-20%,高达12 000-14 000kWh/t。我国是工业硅的生产和出口大国,提高工业硅的质量,降低生产能耗,是提高竞争力十分必要的条件。因此,无论从经济效益还是从节能方面考虑,降低工业硅单位能耗,提高能源的利用率,已成为工业硅生产企业生存和发展的关键。 本文以碳热还原法生产1吨工业硅的质量衡算为基础,通过VB6.0编程,结合国内某硅厂实际生产数据,采用能分析法和(?)分析法对电炉能量的转化、利用和损耗等情况进行了分析、计算和讨论,并将能和(?)的衡算结果用能流图和(?)流图表示。通过能平衡和(?)平衡分析比较,发现两者有着截然不同的结论。由于能量有“量”和“质”的二重性,能量守恒定律仅考虑了能量之间的“数量”关系,而忽略了能量之间的“质量”关系,即有效能的转化情况。而(?)则表示能量中理论上能够转化为有用功的那部分能量。所以采用(?)法更科学、更合理,也更有优越性。 以国内某硅厂生产数据为例,本文研究结果表明：能效率为51.08%,(?)效率比能效率更低,为32.21%；不可逆(?)损失是最大的(?)支出和(?)损失项,占总(?)的51.17%,燃烧(?)损失、主还原反应(?)损失和副反应(?)损失是不可逆(?)损失的主要构成部分,分别占不可逆(?)损失的55.5%、38.79%和0.27%；其次是熔炼产物带走的(?)、电气设备损失(?)、逸散的热(?)和冷却水带走(?),它们分别占总(?)的40.52%、4.31%、3.64%和0.37%。 本文通过合理变动硅石中Si02和Al203的含量,木炭中水含量等基础数据,并采用MATLAB语言对其进行分析,回归出部分线性关系式,结果表明：硅石中SiO2的含量越高、Al203的含量越低,木炭中水含量越低,电耗越低。最终结合佣分析结果,给出了一些降低(?)损,提高工业硅电炉(?)效率的方案和措施。 【关键词】：工业硅 电炉 (火用) (火用)流 节能
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TF083
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 绪论7-16
• 1.1 课题研究的背景7-8
• 1.2 我国工业硅生产概述8-10
• 1.2.1 发展历程8-9
• 1.2.2 取得的成绩和存在的问题9-10
• 1.3 工业硅的性质和用途10
• 1.4 工业硅生产原理和工艺流程10-12
• 1.5 (?)分析法12-14
• 1.5.1 (?)概念的提出及其发展12
• 1.5.2 (?)分析法的理论和应用12-13
• 1.5.3 (?)分析法13-14
• 1.5.4 (?)分析法的特点14
• 1.6 课题研究的意义14-15
• 1.7 课题研究的内容15-16
• 第二章 工业硅电炉系统的质量和能量平衡16-28
• 2.1 物料平衡16-21
• 2.1.1 总质量平衡16-17
• 2.1.2 电炉的输入物料计算17-18
• 2.1.3 电炉的输出物料计算18-21
• 2.2 能量平衡21-26
• 2.3 本章小结26-28
• 第三章 工业硅电炉系统的佣分析28-45
• 3.1 (?)分析的基本原理和分析方法28-31
• 3.1.1 (?)的概念28
• 3.1.2 环境模型28-29
• 3.1.3 (?)的组成29
• 3.1.4 (?)平衡方程与(?)损失29-30
• 3.1.5 能量系统的(?)效率30-31
• 3.2 工业硅电炉系统(?)分析31-37
• 3.2.1 工业硅电炉系统收入(?)32
• 3.2.2 工业硅电炉系统支出(?)32-37
• 3.3 程序设计和数据处理37-43
• 3.3.1 应用程序设计37-40
• 3.3.2 数据处理40-43
• 3.4 本章小结43-45
• 第四章 工业硅电炉系统的能流与节能45-60
• 4.1 工业硅电炉系统(?)损耗机理探讨45-48
• 4.1.1 (?)损失概念和有关知识45
• 4.1.2 (?)损失的分类45-46
• 4.1.3 工业硅电炉系统的(?)损分析46-48
• 4.2 工业硅电炉系统能流及节能研究48-58
• 4.2.1 能分析法在工业硅电炉降耗中的应用48-49
• 4.2.2 (?)分析法在工业硅电炉降耗中的应用49-50
• 4.2.3 工业硅电炉能平衡与(?)平衡分析比较50-52
• 4.2.4 工业硅电炉节能问题探讨和节能措施52-58
• 4.3 本章小结58-60
• 第五章 总结与展望60-63
• 5.1 总结60-61
• 5.2 展望61-63
• 致谢63-64
• 参考文献64-67
• 附录A (攻读学位期间发表论文目录)67-68
• 附录B (源程序代码)68-93
• B.1 质量、能量和佣平衡源程序68-92
• B.2 MATLAB源程序92-93

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