生物甲烷系统的能耗-绿色度两目标优化

【摘要】：针对生物质发酵制备生物甲烷这一复杂系统,本文以能耗和环境影响作为2个优化的目标函数,以温度、压力和回收率等为优化变量,并同时以质量守恒、能量守恒、技术选择和环境影响为约束条件,建立了两目标的混合整数非线性规划(MINLP)模型。其中,能耗目标以生产单位甲烷所需要消耗的能量为评价标准,环境影响目标则以生产单位甲烷的系统的绿色度为评价标准。同时,本文采用绿色度方法对低劣生物质和沼液沼渣的环境影响进行定量的分析和评价。针对这一复杂非线性优化问题,采用非支配排序遗传算法(NSGA-II)进行求解并得到系列Pareto优化解集。优化结果定量地揭示了各目标之间的权衡关系。同时,优化结果可为决策者提供有价值的参考和建议。 【作者单位】： 郑州大学化工与能源学院;中国科学院过程工程研究所离子液体与绿色工程研究部;
【关键词】： 混合整数非线性规划模型 超结构 绿色度 生物甲烷生产系统
【基金】：国家重点基础研究发展计划项目(2013CB733506)
【分类号】：TQ920.6;TQ221.11
【正文快照】： 1引言我国能源需求量急剧增加和全球温室效应愈发显著,可再生能源因其可以满足能源供应需求和减少温室气体排放而获得越来越多的关注。以生物质为基础的生物甲烷是一种高热值的可再生能源资源,具有广阔的发展前景。生物质制备生物甲烷的过程是一个集原料的收集、运输、加工、

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