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《基于Aspen+Plus的煤干燥過程模擬計算》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、萬方數(shù)據(jù)第36卷第1期煤炭轉化V01．36No．12013年1月COALCONVERSIONJan．2013基于AspenPlus的煤干燥過程模擬計算劉娜”黃雪莉2’摘要運用AspenPlus軟件進行了煤干燥過程的模擬計算，研究了煤干燥的主要操作參數(shù)(干燥介質(zhì)種類、溫度、流量和濕度)與干煤出口溫度之間的關系．結果表明，干煤出口溫度與干燥介質(zhì)種類并無顯著關系，干煤出口溫度隨著干燥介質(zhì)的溫度、流量的增大先緩慢增加后迅速增加．當干燥介質(zhì)流量較小時，干煤出口溫度隨著干燥介質(zhì)含水量的增加略有增加；而當干燥介質(zhì)流量較大時干煤出口溫度隨著干燥介質(zhì)含
2、水量基本不變．關鍵詞煤干燥，AspenPlus軟件，模擬中圖分類號TQ536，TQ028．6+7，TQ0180引言在煤燃燒過程中，水分的多少直接影響經(jīng)濟價值．因為水蒸發(fā)需要能量，使煤的發(fā)熱量下降．當煤含水量≥10％時，水分每增加1％，鍋爐效率下降0．07％．[13水的存在還對輸煤系統(tǒng)、制粉系統(tǒng)的設計和運行有直接影響．水分還會降低煤的氣化和液化效率，影響煤氣和液化油的收率．[2’31因此，對高含水的低階煤進行脫水處理是提高煤炭利用能效的重要途徑之一．低階煤干燥過程涉及到干燥介質(zhì)溫度、流量和濕度等諸多因素，通過實驗進行這方面的研究需要耗費
3、大量的人力和物力．因此，有必要借助模擬計算解決相關問題[4’5]，以指導實驗研究和生產(chǎn)實踐．AspenPlus是通過Rstoic絕熱反應器對煤進行干燥模擬計算的．Rstoic反應器主要針對已知化學計量數(shù)和反應程度但化學動力學關系未知的情況，通過模塊內(nèi)部的Fortron語句來計算入爐煤的含水量．由于Rstoie反應器模塊只有一股出料所以設置分離器，用來模擬分離干燥完的氣固產(chǎn)物．整個干燥過程涉及到干燥介質(zhì)種類、溫度和流量等諸多影響因素．本文擬通過AspenPlus軟件對煤的干燥過程進行模擬計算，研究不同的干燥介質(zhì)、干燥介質(zhì)溫度、流量和干煤
4、出口溫度之間的關系，以利于指導實驗研究和生產(chǎn)實踐．1煤干燥流程干燥模擬流程見圖1．主要包括煤干燥單元和氣、固分離單元兩部分．干燥單元為dry-reac，濕煤(wet—coal)和干燥介質(zhì)分別從反應器的上部和下部進料，待濕煤被干燥完后，所有物料經(jīng)in-drier一起進入分離單元進行固氣分離．帶有水汽的干燥介質(zhì)(exhaust)從dry-fish的上部排出，干燥完的煤(dry-coal)從下部排出．該流程可以模擬計算將已知含水量的濕煤干燥到預定的干燥程度以及所需要的干燥溫度和干燥流量等．模擬中以下述化學反應方程式近似表示非常規(guī)組分煤的干燥
5、脫水過程．Coal(wet)——，O．0555084H2O+Coal(dry)踟。廠眶畫乎也L恒孫圖1煤干燥模型流程Fig．1Coaldryingflow-sheet某煤種的工業(yè)分析和元素分析見表1．本文采用上述的干燥模型對其進行干燥過程模擬計算，考慮到氣化煤粉的含水量常常不高于10％，故在此確定煤干燥后含水量為10％．表1某煤種的工業(yè)分析和元素分析(％)Table1Proximateanalysisandultimateanalysisofcoal(％)1)碩士生；2)教授，新疆大學化學化工學院，石油天然氣精細化工教育部和自治區(qū)重點
6、實驗室，830046烏魯木齊收稿日期：2011-07-15；修回日期：201I-Ii一16萬方數(shù)據(jù)煤炭轉化2結果與討論2．1熱空氣溫度對干煤出口溫度的影響要強調(diào)的是，煤炭干燥預熱一般要求溫度不超過200℃C6,73，以防止在干燥階段析出部分煤氣成分．模擬計算的基礎條件為：常壓，熱空氣流量介于9071．84kg／h～31751．47kg／h之間，煤樣粒度介于120mm～200mm之間，濕煤溫度為25℃，處理量4508．92kg／h．經(jīng)過干燥，濕煤含水量從25％降至10％．本文通過模擬計算，考察了不同熱空氣溫度(105℃，120℃，132
7、℃，150℃，170℃，200℃)及流量對干煤出口溫度的影響，實驗結果見圖2．由圖2可知，當熱空氣流量較小時，干煤出口溫度基本不變；當流量達到一定值后干煤出口溫度會迅速增加．產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因是在熱空氣流量較小時，煤炭并未達到干燥要求，還存在部分水(在圖2拐點之前)，熱空氣攜帶的熱量主要用于濕煤的干燥；在流量較大時煤炭已達到干燥要求(在圖2拐點之后)，熱空氣攜帶的剩余熱量提高了干煤的溫度．在任意溫度下，流量和出口溫度的關系中都有一個拐點，該點即為此熱空氣溫度下能達到干燥目標的最小熱空氣流量．現(xiàn)將這些拐點單獨列出，結果見圖3．由圖3可以得
8、出在上述干燥條件和要求下，一定溫度的熱空氣所對應的最小流量和干煤出口溫度．干燥介質(zhì)的溫度較高時需要的干燥介質(zhì)的流量較小，反之干燥介質(zhì)溫度較低則所需要的流量就大．擴、1o}=o蘭暑￡}嗇圖2熱空氣溫度及流量對干煤出口溫度的
