一种利用水煤浆气化炉联供甲酸、甲醇和合成氨生产工艺气的供气方法

正本发明提供一种利用水煤浆气化炉联供甲酸、甲醇和合成氨生产工艺气的供气方法,包括将工艺气一路经低温甲醇洗后得到含H_2和CO的净化气,并对其进行渗透分离后,将大部分的CO提供给甲酸生产工艺,将余下的CO、渗透出来的富氢气和低温甲醇洗回收的CO_2一同提供给甲醇生产工艺:另一路工艺气经变换反应后提供给合成氨工艺。所以本发明采用水煤浆气化炉产生的工艺气可同时     

典型气流床煤气化炉气化过程的建模

利用Aspen Plus、基于热力学平衡模型对GSP煤粉气化炉、GE水煤浆气化炉及四喷嘴对置式水煤浆气化炉的气化过程建模。根据煤颗粒热转化的历程,将煤气化过程划分为热解、挥发分燃烧、半焦裂解及气化反应4个阶段,利用David Merrick模型计算热解过程,采用Beath模型校正压力对热解过程的影响,选用化学计量反应器模拟挥发分燃烧反应,编制Fortran程序计算半焦裂解产物收率,最后基于Gibbs自由能最小化方法计算气化反应。结果表明,采用建立的气流床气化过程模型模拟工业气化过程的结果与生产数据基本吻合,对GSP煤粉气化炉、GE水煤浆气化炉及四喷嘴对置式水煤浆气化炉等3种气化炉有效气成分（CO+H₂）体积分数模拟结果的误差均不超过2%,建立模型的可靠性得到验证。     

水煤浆气化技术关键参数的选择探讨

根据近年国内多个煤化工企业水煤浆气化的实际数据,对影响水煤浆气化效益的关键参数进行了技术选择分析。分析结果表明:气化规模的选择应与气化炉型相匹配,单炉日投煤量大于1 000 t时,应主要选择多喷嘴对置式气化炉;有效气含量是非常重要的经济技术指标,将有效气体积分数提高2%,可以使生产能力60万t/a的甲醇厂因增产获得经济效益2 550万元;煤浆浓度直接决定了气化炉有效气含量,若将60万t/a甲醇厂的水煤浆质量分数从60%提高到67%,可多生产甲醇4万t,能带来6 800万元的经济效益。因此,水煤浆浓度越高越好,但目前的制浆工艺还不能大幅提高水煤浆浓度。废锅流程是今后水煤浆气化发展的重点,废锅节能节水是一项很有发展前景的技术路线,特别适合西部缺水地区。     

河南能源化工集团煤气化公司——氧化碳综合利用取得新突

2014年7月31日,笔者从煤气化公司了解到,该公司在优化生产工艺,平衡CO（一氧化碳）气体综合利用方面取得新突破。技术革新后,新工艺在醋酸生产减负荷50%的情况3下,可使富裕的约6000Nm/h的CO气体得到充分运用,用来增产甲醇,每月可增产甲醇6171吨,折合收益约370.26万元。     

CO2压缩机防喘失效原因分析及对策

荷兰壳牌煤制甲醇气化工艺中的一项重要节能专利应用技术就是用CO2作为气化剂在生产中输送煤粉。气化炉产出的合成气,通过变换、酸脱处理后闪蒸解吸出的CO2气体,经CO2压缩机组加压至5.0~8.0 MPa,作为气化炉煤粉输送载气重返气化炉。此项技术的应用使得气化炉所产合成气中的N2含量下降,有效气含量上升,甲醇合成回路的循环气量下降,弛放气量减少,甲醇产量上升,整个甲醇装置能耗降低。由     

单颗粒催化剂上非理想体系的反应-扩散模型(II)实例分析

在本文(I)报建立的非理想尘气模型和非理想广义Stefan-Maxwell模型的基础上,结合常规反应-扩散模型,以氨和甲醇合成为例,研究了反应物系的非理想性对单颗粒催化剂效率因子模拟结果的影响.这些模拟结果之间以及甲醇合成模拟值与实验值之间的对比分析表明:描述这两个反应体系催化剂颗粒上的反应-扩散问题,必须考虑反应物系的非理想性.对于氨的合成,非理想费克模型已足以近似描述颗粒内的反应-扩散过程;但对于以CO/CO2/H2为原料的甲醇合成,采用非理想广义Stefan-Maxwell模型或非理想尘气模型比较适宜.     

低温甲醇洗提高CO2产品气浓度的参数优化

解化二甲醚厂低温甲醇洗CO2产品气浓度一直偏低,影响气化炉搀兑,通过大量摸索,优化了流程中部分工艺参数,在保证硫微量合格的情况下,提高了产品气浓度。     

合成氨厂二步法联醇新工艺探讨

分析了现有联醇工艺的特点及难以提高醇氨比的原因。在此基础上,提出了以变换气中CO2催化加氢合成甲醇的二步联醇新工艺,既可使甲醇产量得到大幅提高、降低能耗和生产成本,还可减少CO2排放,有利于环保。     

不同配气工艺下生物质固定床气化试验研究

采用自主研发的连续运行主动配气下吸式固定床气化炉为试验平台,研究了不同配气工艺下气化炉内温度场和压力场的变化,并且以稻草为气化原料进行气化试验,分析了不同配气工艺对燃气组分、燃气热值和燃气中焦油质量浓度的影响。结果表明:改变配气工艺从单层配气到双层配气再到三层配气,反应炉内温度逐渐升高,反应炉内各层压力逐渐均匀,三层配气时炉内氧化层温度在1 100℃左右,炉内最高压力为24.1 kPa,三层配气时气化炉内温度场和压力场的分布具有较高气化反应特性;同单层配气和双层配气相比,三层配气工艺下以稻草为气化原料燃气组分中H2和CO的体积分数明显提高,其值分别为10.23%和20.49%,相比于单层配气提高了3.08%和2.28%,单层配气、双层配气和三层配气工艺下燃气热值分别为4 656.82 kJ/m3、4 934.99 kJ/m3和5 476.77 kJ/m3,燃气中焦油质量浓度分别为0.834×10-3kg/m3、0806×10-3kg/m3和0.721×10-3kg/m3。     

单喷嘴水煤浆气化炉高径比对反应流动的影响

建立了综合数学模型对某化工厂单喷嘴水煤浆气化炉内多相湍流反应流动过程进行数值模拟,分析了气化炉直段高径比对气化炉内反应流动的影响。由结果可知:现有气化炉高径比较短,炉内存在射流区和回流区,回流区一直延伸到气化炉底部;当直段高径比大于2.3时,出现平推流区;除射流火焰区外,从上到下炉内温度及CO_2和H_2O体积分数先升高后降低,而CO和H_2体积分数先降低后升高。直段高径比增大,平推流区体积分率增大,出气化炉有效气含量、碳转化率和有效气产率都增大,单位有效气氧耗减小;当直段高径比大于4.3时,以上气化炉性能数据趋于稳定值。高径比增大,有利于提高飞灰颗粒停留时间和壁面熔渣反应时间,提高气化炉效率。     

德士古渣油气化炉的数值模拟

渣油在德士古气化炉中发生非常复杂的不完全燃烧反应,它生成了工业生产合成氨所需的原料气。文中建立了这一过程的数值模拟模型,采用κ-εRNG模型来模拟湍流流动,简化的PDF模型来模拟湍流燃烧过程,辐射传热采用离散坐标模型,得到符合生产实验的燃料模型。     

GSP气化炉内多相湍流反应流动模拟研究

采用涡耗散概念(EDC)模型,对某化工厂的GSP气化炉内多相反应流场进行了数值模拟研究.计算中采用Realizable k-ε湍流模型对雷诺平均后的N-S方程进行封闭;采用离散相随机轨道模型来模拟气化炉内煤颗粒的弥散运动;采用P1模型对燃烧的辐射传热进行模拟.计算结果表明:气化炉内为强旋射流流场,颗粒在气化炉顶部回流区...     

双流化床生物质气化动力学建模与分析

为进一步研究双流化床生物质气化器中合成气含量分布,将气化器鼓泡床层分为气泡相和乳化相,依据动力学反应分别进行各相质量和热量衡算,计算结果与实验值吻合较好. 随气化温度升高,CO含量增加,而H2和CO2含量降低;蒸汽与生物质质量比(S/B)增加促进水蒸汽变换和重整反应,消耗CO和CH4,生成H2和CO2,当S/B从0变化到1.2时,CO/H2变化44%,说明S/B增加主要促进了水蒸汽变换反应. 气化温度870℃及S/B=0.75条件下,当气化器高度为0~0.5 m时,H2O含量急剧下降,H2含量急剧上升,CO与CO2含量逐渐上升,当该高度大于0.5 m后,气化反应基本完成.     

离子液体电还原CO2合成甲醇过程评价与分析

CO₂电还原合成化学品因反应条件温和、可利用分布式清洁能源等优势成为国际热点,被视为缓解全球变暖和能源危机的有效途径之一,对该类技术潜在经济及环境效益进行系统评估,可为新技术工业应用提供重要支撑。本文以离子液体电还原CO₂制甲醇工艺为例,首先进行概念设计和建模,建立了基于生命周期的工艺经济性及碳排放评价模型,获得了离子液体电还原CO₂制甲醇工艺的盈利前景和碳减排潜力。通过灵敏度分析,确定了例如法拉第效率、电费及槽电压等影响工艺经济性的关键技术参数。结果表明,与传统煤制甲醇工艺相比,离子液体电还原CO₂制甲醇工艺兼具一定的经济效益与碳减排潜力。在最佳假设前提下,新工艺可节约成本约11.67%。若完全采用可再生能源提供电力,则可实现生命周期内的负碳排放,即每生产1kg甲醇最高可消纳1.29kg CO₂。本研究为低碳合成甲醇变革性技术的研发提供了重要参考。     

分级气流床气化炉模型研究

为了研究分级和气化炉结构对气化效果的影响,结合对分级气化炉内流动、燃烧和气化反应的分析,采用小室模型建立了分级气化炉的动力学模型,考虑了气化炉结构尺寸对气化过程和结果的影响。利用建立的模型,对等径结构、颈缩结构和渐扩结构3种形式的分级气化炉进行了计算,得到温度、气体组成及其体积分数、碳转化率等参数沿气化炉炉膛的分布情况,并和连续气化的结果进行了对比。结果表明氧气的分级给入加强了气化炉内的物料混和,提高了平均温度,有利于提高气化效率;同时最高点温度有所降低,有利于和延长耐火砖使用寿命。同样运行条件下分级气化得到的有效气体体积分数要高于连续气化。     

生物质下吸式气化炉气化制备富氢燃气实验研究

以制取富氢燃气为目标,在自热式下吸式气化炉反应器内,进行了生物质下吸式气化炉富氧/水蒸气及空气气化的制氢特性研究。实验结果表明,与空气气化相比,富氧/水蒸气气化可显著提高氢产率和产气热值。在实验条件范围内,最大氢产率达到45.16 g/kg;最大低位热值达到11.11 MJ/m3。在富氧/水蒸气气化条件下,燃气中H2+CO体积分数达到63.27%—72.56%,高于空气气化条件下的52.19%—63.31%。富氧/水蒸气气化条件下的H2/CO体积比比值为0.70—0.90,低于空气气化条件下的1.06—1.27。实验结果证实:生物质下吸式气化炉富氧/水蒸气气化是一种有效的制取可再生氢源的工艺路线。     

The comparison study on the operating condition of gasification power plant with various feedstocks

Gasification technology, which converts fossil fuels into either combustible gas or synthesis gas (syngas) for subsequent utilization, offers the potential of both clean power and chemicals. Especially, IGCC is recognized as next power generation technology which can replace conventional coal power plants in the near future. It produces not only power but also chemical energy sources such as H₂, DME and other chemicals with simultaneous reduction of CO₂. This study is focused on the determination of operating conditions for a 300 MW scale IGCC plant with various feedstocks through ASPEN plus simulator. The input materials of gasification are chosen as 4 representative cases of pulverized dry coal (Illinois#6), coal water slurry, bunker-C and naphtha. The gasifier model reflects on the reactivity among the components of syngas in the gasification process through the comparison of syngas composition from a real gasifier. For evaluating the performance of a gasification plant from developed models, simulation results were compared with a real commercial plant through approximation of relative error between real operating data and simulation results. The results were then checked for operating characteristics of each unit process such as gasification, ash removal, acid gas (CO₂, H₂S) removal and power islands. To evaluate the performance of the developed model, evaluated parameters are chosen as cold gas efficiency and carbon conversion for the gasifier, power output and efficiency of combined cycle. According to simulation results, pulverized dry coal which has 40.93% of plant net efficiency has relatively superiority over the other cases such as 33.45% of coal water slurry, 35.43% of bunker-C and 30.81% of naphtha for generating power in the range of equivalent 300 MW.     

生物质制甲醇系统CO2捕集过程的设计模拟及技术经济性分析

通过ASPEN PLUS过程系统建模模拟，设计了生物质制甲醇系统中CO2的捕集工艺流程，并分析了其技术经济性能，研究了不同CO2捕集率的成本及其对生物质制甲醇能耗、水耗的影响。结果表明，捕集率为85%时生物质制甲醇系统CO2捕集封存较佳，单位捕集量的成本最低，有效能耗为453 MJ/t、水耗为193 kg/t、成本为135元/t，远低于直接从大气中捕集CO2。虽然这将使生物质制甲醇的生产成本增加154元/t，但当CO2减排补贴价格为40~50元/t时，则可抵消该部分成本增量。     

Simulation of petcoke gasification in slagging moving bed reactors

A mathematical model for simulation of moving bed petcoke gasifiers was developed. The model introduces a new feed characterization method, gas-phase resistance and volatilization models. The model is validated using reported data for a slagging gasifier. Effect of feed oxygen-to-coke and steam-to-coke ratios and feed coke rates on gasification performance was examined. Slagging zone moving bed gasifier operation with very high petcoke fluxes of over 4000 kg/m²/h was possible with high petcoke conversion. Peak gas temperatures exceeded 1500 °C. Fluxes higher than 5000 kg/m²/h are limited by an approach to fluidization of small particles in the combustion zone. The moving bed gasifier performance was found superior to performance of an entrained flow gasifier (EFG) with respect to energy efficiency and oxygen consumption.     

谢尔渣油气化炉气体成分分析与调节

通过分析渣油造气机理,找出影响气化炉产气成分的各因素,用实际生产数据绘制的趋势图去验证各因素对气化炉产气成分的影响程度,对气化炉进行综合调优,以达到提高气化炉产气(CO H2)含量,降低CO2和CH4含量以及合理的H2/CO的目的,实现效益最大化.