基于工业代谢途径的高炉炼铁碳排放预测研究

发布时间：2022-02-24 15:25

　　2017年我国将建成覆盖31个省市自治区的全国性碳排放交易市场,规模达300亿元。我省支柱产业钢铁和电力工业成为十三五期间首批纳入全国碳排放交易市场的试点行业。对工业企业及其产品的碳排放量进行准确的评估测算,保证碳排放核算数据的完整性和准确性,是建立客观公正的碳交易规则、确保企业碳权收益的技术基础。而目前主要的碳排放监测方法都有着各自的弊端,因此本课题提出基于代谢网络的高炉炼铁碳排放预测模型,将制造系统与类生物系统进行类比并探索其机理,旨在排除由数理统计方法产生的计算误差,并为建立碳权交易市场提供可靠工具。首先,通过高炉炼铁系统与细胞对比,借助类生物制造系统概念探索代谢工程方法建模可行性,在代谢工程途径分析与优化方法基础上建立适用于工业系统代谢的建模方法。其次,剖析高炉炼铁工艺流程及其内部反应机理,根据铁氧化物还原动力学构建高炉炼铁系统代谢网络,并据此建立高炉炼铁系统碳排放预测数学模型。再次,根据高炉炼铁碳排放数学模型制作碳排放预测软件,通过系统功能、系统框图、技术支持等方面对该软件作详细说明,并在预设输入通量、仿真条件前提下运用该软件进行系统仿真实验及得出实验结果。最后,对碳排放模型... 

【文章来源】：武汉科技大学湖北省

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究意义
    1.3 国内外碳排放计算方法研究现状
    1.4 研究内容与研究方法
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 研究方法
    1.5 研究课题的创新点
第二章 代谢工程途径分析及工业代谢建模方法
    2.1 类生物化制造系统
    2.2 代谢工程途径与方法
        2.2.1 动力学
        2.2.2 Michaelis-Menten速度定律
        2.2.3 化学计量系统
        2.2.4 幂定律近似法
        2.2.5 S系统
    2.3 基于代谢途径的工业代谢建模方法
    2.4 本章小结
第三章 高炉炼铁系统代谢过程与网络
    3.1 高炉炼铁工艺流程
    3.2 高炉炼铁内部反应机理
    3.3 铁氧化物还原动力学
    3.4 高炉炼铁系统代谢网络
    3.5 本章小结
第四章 高炉炼铁系统碳排放预测模型
    4.1 炉内代谢物质量平衡和S系统方程
    4.2 炉内代谢物参数估计和S系统表示方法
    4.3 高炉炼铁碳排放数学模型
    4.4 本章小结
第五章 高炉炼铁碳排放预测软件及仿真实验
    5.1 软件相关说明
        5.1.1 软件组成
        5.1.2 软件功能
        5.1.3 软件界面
    5.2 系统实现算法
        5.2.1 算法运行流程
        5.2.2 数学模型代码实现
        5.2.3 数据库设计
    5.3 高炉炼铁碳排放仿真实验
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文
附录2 攻读硕士学位期间参与的科研项目
附录3 MATLAB相关程序


【参考文献】：
期刊论文
[1]钢铁行业不同二氧化碳排放核算方法比较及实例分析[J]. 李肖如,谢华生,寇文,王文美,张宁.  安全与环境学报. 2016(05)
[2]钢铁制造资源优化配置研究[J]. 张璋,赵刚,张业祥,章翔,方成.  冶金自动化. 2015(06)
[3]从“他组织”走向自组织——关于制造哲理的沉思[J]. 师汉民.  中国机械工程. 2000(Z1)

博士论文
[1]微生物代谢网络结构分析与代谢流预测[D]. 李高阳.吉林大学 2018
[2]减排和经济结构调整条件下的中国碳定价问题研究[D]. 高翠云.吉林大学 2018
[3]钢铁制造系统环境边界形态与物质能量代谢行为的系统演化[D]. 赵刚.武汉科技大学 2013

硕士论文
[1]基于物能流特性的高炉炼铁系统优化研究[D]. 张璋.武汉科技大学 2016
[2]钢铁企业碳素流分析及炼铁系统碳排放优化研究[D]. 贾国玉.东北大学 2013



本文编号：3643002