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1、上?；?/p>
2、上V01．31No．8ShanghaiChemicalIndustryAug．2006AspenPlus軟件應用于煤氣化的模擬林立上海焦化有限公司(上海200241)摘要用AspenPlus軟件對煤氣化過程進行模擬，同時考察操作條件的改變對煤氣化性能的影響。計算時假定煤氣化反應分成兩部分：煤的熱裂解和氣化爐內進行的一系列化學反應。用CPD模型預測煤熱裂解的產物分布，并假定所有反應遵循Gibbs自由能最小的原理。計算結果與氣流床的煤氣化反應結果比較符合。關鍵詞煤氣化CPD模型AspenPlus中圖分類號TQ546謝爾爐以干煤粉進料，純氧作氣化劑，液態(tài)排0前言渣。干煤粉由少量的氮
3、氣(或二氧化碳)吹入氣化爐。煤氣化技術是實現煤清潔利用最有效的途徑。氣化火焰中心溫度隨煤種不同約在1600—2200℃以煤氣化為基礎的能源及化工系統(tǒng)已成為世界范圍之間，煤氣溫度約為14001700℃之間。氣化爐燃內高效、清潔、經濟地利用煤炭資源的熱點技術。煤燒段產生的高溫熔渣往下流入激冷室進行激冷，爐氣化是用氣化劑將煤中的可燃物最大限度地轉變?yōu)樵浧圃鼨C破碎后流入渣收集器。氣化爐煤氣采用氣體產物，同傳統(tǒng)的直接燃燒相比，煤氣化提高了煤冷煤氣循環(huán)冷卻，使出爐煤氣溫度降至900℃左右，的利用率，降低了污染物的排放?；厥盏臒崃坑靡援a生蒸汽。氣化爐煤氣中飛灰含量模擬計算是理解化工過程的有用工具
4、。通過計較高，且含有大量未轉化的炭粒，飛灰經捕集后，循算，可以對整個煤氣化過程進行分析，尋找最優(yōu)操作環(huán)返回至氣化爐進行再氣化。謝爾爐炭的轉化率很點，提高整個過程的熱效率，達到過程優(yōu)化的目的；高，可達99％以上?？梢暂o助設計以及解釋說明實驗數據；還可以預測2氣化機理合成氣的組成和污染物的排放。相對于煤燃燒而言，煤氣化的數學模擬還是一個比較新的課題，煤顆粒氣流床氣化過程實際上是煤炭在高溫下的多相的化學反應、煤灰的沉積等方面還存在許多不確定熱化學反應過程，反應過程極為復雜，可能進行的化性，計算時需作多種假設，進行簡化處理。隨著環(huán)境學反應很多，可概括如下：問題和能源問題的日益突出，煤氣化技術
5、引起了越(1)粉煤的干燥、裂解及揮發(fā)物的燃燒氣化來越多的關注，煤氣化過程模擬技術的研究也得到由于氣流床氣化反應溫度很高，煤粉受熱速度了國內外許多研究人員的重視。極快，可以認為煤粉中的殘余水分瞬間快速蒸發(fā)，同煤的氣化方法有多種，相應的氣化爐也有多種。時陜速脫除揮發(fā)分，生成半焦和氣體產物(co、H：、根據原料在爐內的狀態(tài)可將氣化爐分為固定床、流CO：、H2S、N：、CH及其他碳氫化合物Cmn)。在富含化床和氣流床三大類。本文將運用AspenPlus軟件氧氣的條件下，氣體產物中的可燃成分(co、H：、對煤氣化進行模擬，并將計算結果與氣流床氣化爐CH、CmH)與氧氣迅速發(fā)生燃燒反應，并放出大
6、量的的實驗結果進行比較。熱，維持氣化反應的進行?？赡艽嬖诘姆磻校篊J+(in+n／4)02=inCO2+(n／2)H2O1工藝說明CmH+(m／2)02=ITICO+(n／2)H2謝爾氣化爐是氣流床氣化爐的典型代表，以下2C0+02=2C02僅對謝爾煤氣化工藝進行說明，別的干煤進料的氣2H2+02=2H20化過程跟它有相似之處。CH4+202=2H20+CO2作者簡介：林立女1970年生上海焦化有限公司焦化設計院工程師主要從事工藝計算第8期林~：AspenPlus軟件應用于煤氣化的模擬(2)同體顆粒與氣化劑(氧氣、水蒸氣)問的反4用A一spenPIus軟件建模J1＼，在高溫條件下，
7、脫除揮發(fā)分的粉煤固體顆?；?．1熱力學方程半焦中的固定炭與氣化劑進行氣化反應：用AspenPlus軟件計算時，一般將所涉及的組C+02=CO2分分為常規(guī)組分和非常規(guī)組分兩大類。2C+02=2CO對于常規(guī)組分，包括常規(guī)固體組分(即組成均固定炭與水蒸氣進行氧化還原反應：勻，有確定分子量的固體)，用RK—Soave方程計算C+H2O=H2+CO物質的相關熱力學性質。RK—Soave方程多半用于氣C+2H2O=2H2+CO2體加工、煉油等工藝過程的計算。適用的體系為非極(3)生成的氣體與固體顆粒間的反應性或弱極性的組分混合物，如烴類及CO、HS、H：等高溫的半焦顆粒與反應生成氣的反應：輕氣體
8、。該方程尤其適用于高溫、高壓條件，如烴類C+CO2=2CO加工、超臨界萃取等。本文將要計算的流化床煤氣化C+2H2=CH4工藝是在高溫、高壓下進行的，氣化產生的組分多為在高溫條件下，煤中的硫也會與還原性氣體發(fā)輕氣體，因此RK—Soave方程是比較適合本工藝過生反應：程的。(1／2)S2+H2=H2S非常規(guī)固體組分是指不同種類的固體混合物。(1／2)S2+CO=COSAspenPlus對這類物質作了簡化處理，認為它不參與(4)反應生成的氣體彼此間的反應化學平
