生物质气化生产α-烯烃工艺公用工程的生命周期评价及多目标优化

作     者：奚传栋 杨子旭 曹晨熙 韩一帆 XI Chuandong;YANG Zixu;CAO Chenxi;HAN Yifan

作者机构：华东理工大学化学工程联合国家重点实验室上海200237 华东理工大学能源化工过程智能制造教育部重点实验室上海200237 郑州大学先进功能材料制造教育部工程研究中心河南郑州450001 

出 版 物：《低碳化学与化工》 (Low-Carbon Chemistry and Chemical Engineering)

年 卷 期：2025年第50卷第1期

页      面：65-75页

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 081702[工学-化学工艺] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0713[理学-生态学] 

基　　金：国家自然科学基金(22238003,22378118,22278405) 化学工程联合国家重点实验室开放课题(GZA01220102) 

主　　题：生命周期评价 生物质气化 α-烯烃生产工艺 公用工程 多目标优化 

摘      要：公用工程优化在节能减排中具有重要作用。为了有效提升生物质气化生产α-烯烃工艺的经济效益和环境绩效,采用非支配排序遗传算法II(NSGA-II),以经济成本和环境影响最小为目标,构建了生命周期公用工程系统多目标优化模型。分别选择煤、天然气和不凝气作为系统燃料,同时引入脱硫脱硝过程以满足SO_(2)和NO_(x)的排放标准。对比了优化前后工艺全流程的生命周期评价结果,验证了该优化方法的有效性。结果表明,在成本优先的情况下,选择煤和不凝气作为系统燃料能够获得较优的解决方案,其经济成本为115.56 CNY/h。在环境优先的情况下,选择天然气和不凝气作为系统燃料更具优势,其环境影响评价为3.92×10^(-12)h^(-1)。经过多目标优化(优化方案2B),工艺全流程的全球变暖潜力降低了24.54%,酸化潜力降低了30.55%,富营养化降低了4.20%,颗粒物降低了71.03%,其他环境影响类别评价亦有所改善。这验证了本文优化方法在促进α-烯烃生产工艺向可持续发展转型中的应用潜力。