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拉彭兰塔-拉赫蒂理工大学 LUT LUT 能源系统学院 能源技术 Lucila Tessa Gimenez 利用可再生资源生产绿色尿素的工艺设计 硕士论文 2023 83 页，33 个图表，25 个表格和 1 个附录 审查员：教授 D.Sc. (Tech.) Tero Tynjälä 和 D.Sc. (Tech) Hannu Karjunen 关键词：绿色尿素、绿色氨、电解、空气分离、能源一体化。 本论文介绍了一种基于可再生能源、水电解和利用二氧化碳作为传统工艺和碳氢化合物使用的新替代品生产尿素肥料的设计和模拟。 生产分为五个工艺单元：水电解，利用可再生能源发电，生产氢气； 空气分离装置，通过低温分离从空气中获取氮气； 氨合成； 利用从排放中捕获的二氧化碳合成尿素；和尿素固化以提高产品纯度以实现商业化。使用 Aspen Plus 程序和 Aspen 过程经济分析仪 (APEA) 进行模拟，以确定建造和运营大型尿素工厂的可行性，并对市场进行经济分析。设计一座每小时产量为 44.5 吨、纯度为 99.9% 的尿素颗粒工厂，最终资本投资为 6.33 亿欧元，每年维护和运营成本为 8400 万欧元，能耗为 28 GJ/吨尿素。与传统尿素生产相比，绿色工艺的资本投资增加 33%，维护和运营成本增加 1.5 倍。根据今天的市场分析，对于一个生命周期为 25 年的生产工厂，以市场价格出售产品，资本投资将在 20 年后获得回报。然而，为了实现有竞争力的工厂投资，产品价格应在市场上比传统价格高出 25%。此外，对自产电力进行分析，结果发现运营成本减少了 97%，而初始资本投资增加了 50%。
利用可再生资源生产绿色尿素的工艺设计
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