天然气与煤联合气化的热力学模拟研究

天然气与煤联合气化工艺通过改变进料条件，能够直接得到H2／CO比可调合成气。为探索进料条件对合成气H2／CO比和温度的影响规律，本文建立了描述天然气与煤联合气化制合成气热力学模型，根据该模型计算了不同进料条件对合成气H2／CO和出口温度的影响。计算结果表明，进料中CH2／O2比例的增加可同时显著提高合成气的H2／CO比和降低反应温度；进料中H2O／O2比例的增加只是显著降低反应温度，而对合成气H2／CO比的影响较小；提高进料温度和操作压力对合成气生产有利。     

非熔渣-熔渣氧气分级气化技术探讨

煤气化技术是煤制甲醇工艺过程的核心。本文借助PROⅡ模拟软件对非熔渣-熔渣氧气分级气化技术进行了探讨,包括关键工艺参数对煤浆制备和气化操作的影响,烧嘴和排渣系统等关键设备及水煤浆、氧气、黑水及灰水等关键管线的设计等问题,为非熔渣-熔渣氧气分级气化装置的设计提供了重要依据。研究表明,氧煤比显著影响炉温和合成气的组成。随着变换冷凝液流量的增加,洗涤塔出口合成气水气比逐渐降低。增加灰水循环量和降低灰水温度均可降低洗涤塔出口合成气的水气比。排渣系统循环操作周期可以依据锁斗的容积进行适当的调整。     

合成气燃烧数值模拟与验证

以整体煤气化联合循环(IGCC)系统中的合成气燃烧室为研究对象,针对天然气改烧合成气后非预混火焰的燃烧特性开展数值模拟与实验验证,经与实验数据对比,结果显示大涡模拟能够准确预测燃烧室内的平均流场与温度场、速度脉动分布,对燃烧过程产物OH自由基的预测与实验结果有所偏差,为后续分析工作奠定基础。通过将数值模拟与实验测量相结合,对同一喷嘴结构燃烧室内使用天然气、氢气、一氧化碳以及合成气等不同燃料时的燃烧特性进行了对比分析,结果表明该喷嘴结构适用于合成气燃烧,与天然气火焰相比,合成气火焰在喷嘴出口位置形成的高温区对改善合成气燃烧室的不稳定性具有积极的意义,同时燃烧室壁面的热负荷更高。     

煤气化装置氧煤比控制策略浅析

煤气化是煤、O_2、水或蒸汽在加压条件下进行复杂化学反应,生成以CO和H_2为主的合成气。合成气中,CO和H_2含量是通过控制O_2和煤的进料量比例来实现的。氧煤比控制方案是煤气化装置安全、稳定运行控制方案的核心,氧煤比控制的精确性对碳的转化率、合成气组分、气化炉温度等关键工艺指标有着直接的影响。不同的工艺路线、气化炉炉型、进料方式有不同的氧煤比控制策略。通过对国内部分煤化工装置氧煤比控制方案的研究,阐述了不同装置的控制方案,并对比了优缺点。结果表明,氧煤比控制策略有着不同的适用性,需根据不同的工艺条件进行优化。该分析能为煤气化装置工程技术人员的实际应用提供借鉴。     

煤气化和天然气转化制合成气工艺分析

采用热力学分析方法,对不同煤气化和天然气转化制合成气技术路线进行了分析。研究了不同工艺路线的损以及效率。结果表明,以煤为原料的单原料系统由于气化技术损较大,导致其效率最低。而考虑"元素互补"与"能量互补"的多原料系统具有较高的效率,相较以煤为原料的单原料系统,其效率从59.49%提高到72.66%。基于分析的角度,项目前期的方案比选过程建议选用该方案作为优选方案,但在决策过程中需同时考虑项目的经济效益。     

合成气非预混燃烧的数值模拟

针对合成气非预混火焰结构开展数值模拟和试验验证,分析天然气改烧合成气后燃烧特性的变化规律.结果表明,大涡模拟(Large Eddy Simulation,LES)在速度分布和温度分布的预测中与试验结果比较吻合,而在对燃烧过程产物(如OH自由基)预测中则与试验结果有所差异.采用数值模拟与试验测量相结合的方法,探讨和分析合成气燃烧特性的变化规律:与天然气火焰相比,合成气燃烧时高温区域更大,火焰稳定性较好;随着当量比提高,燃烧室热负荷不断增大,同时最高回流速度增大,火焰根部受到压缩,逐渐呈现出推举火焰特征.     

立式复合床煤调湿监控系统设计

针对立式复合床煤调湿设备的调湿过程需要实时监视、控制的问题,设计了一种立式复合床煤调湿监控系统;根据煤调湿设备的工艺流程及特点,给出了该系统功能及3层网络结构,详细介绍了该系统硬件及上位机监控画面的设计。实际应用表明,该系统确保了煤调湿设备的稳定、安全运行,也为现场工作人员提供了直观的监控方式。     

德士古水煤浆气化过程模拟

以神东长焰煤为反应原料,采用Aspen Plus流程模拟软件,选择反应平衡模型并应用Gibbs自由能最小化方法对水煤浆气化工艺过程进行了流程模拟,并将模拟数据与工业数据进行了对比,表明模型基本正确。以此模型分析了水煤浆浓度、氧煤比和压力对合成气组成、温度以及有效气流量的影响。结果表明,水煤浆浓度和氧煤比是影响出口合成气的主要因素,在气化炉不超温的情况下应尽量提高水煤浆的浓度以提高煤的利用率,针对不同的化工过程确定了氧煤比的适宜范围为0.84~1.05,压力对气化过程则基本没有影响。同时分析了碳洗塔压力和冷凝液流量对合成气水气比的影响,由于压力一般不多做调节,则冷凝液流量成为影响水气比的主要因素,适当降低冷凝液流量可以提高合成气的水气比。     

焦炉煤气制LNG工艺与市场分析

我国的能源结构是＂缺油、少气、富煤＂,煤炭资源相对丰富,煤化工发展迅速。根据我国石油天然气总公司预测,2010年-2020年期间,我国天然气需求量受城市气化率的提高以及天然气替代工业燃料领域消费的驱动将大幅度增长,消费结构将进一步优化。随着市场需求的进一步增加,价格仍将有所提高。     

“煤制气”疑云

“中国当下风头正健的煤制天然气项目是一场环境灾难，最终将使中国走上一条不可持续的道路。”中国的煤制气终于迎来了开闸放水的时刻，随之而来的还有指责。以煤制气，是指用化工合成的方法，将煤气化处理得到含甲烷95%的替代天然气。这一技术被视作“富煤”中国破解“少气”窘境的一柄利刃。而来自美国杜克大学全球变化中心的报告却并不认同。     

基于单片机的智能煤矿瓦斯监控系统的设计

为解决我国中小型煤矿存在的安全隐患问题,及时准确地检测瓦斯含量,提出了基于单片机的智能煤矿瓦斯监控系统;设计了智能瓦斯传感器系统,并采用微型计算机处理技术,提出了一种独特的、简便易行的软硬件设计方法;该系统减少了硬件电路的复杂程度以及不必要的人工操作,提高了系统工作的可靠性,降低了煤矿瓦斯监测系统成本,可适应中小型煤矿的要求;经过临沂矿务局在枣庄一施工基地实验及不断调试证明,该系统具有可靠性高、功能强以及经济实用等特点。     

基于神经网络的煤气回收系统预测控制

针对传统煤气回收系统存在回收效率低、烟气大等问题,文章提出了一种基于神经网络的煤气回收系统预测控制策略,运用神经网络自适应预测控制与模糊控制相结合的方法,对某钢厂转炉煤气回收系统进行了优化。仿真结果表明,神经网络自适应预测炉口煤气涌出量的误差为-5~5 L/h,预测效果较为理想。实际应用表明,采用神经网络自适应预测控制后,煤气平均回收率达到97.5 m3/t,达到了节能降耗、成本低、保护环境的目的。     

费托合成过程模拟及尾气处理分析

费托（F-T）合成将煤炭转化为一种类似石油的液体燃料,是一种煤间接液化技术。其流程主要包括五部分:煤气化,水气变换,气体净化,合成液体燃料和联合循环发电。合成液体燃料过程除了生成液体燃料产品之外,同时产生尾气,其主要成分有CO、H₂、C1-C4等轻烷烃,并含有少量重烷烃,尾气经过燃烧可以生成电和蒸汽,满足系统公用工程需求,而如果回收其中CO和H₂等有效组分,可增加燃料产品产量。本文应用化工流程模拟软件Aspen Plus对费托合成全流程的五部分进行模拟,并着重对其尾气处理进行分析。本文研究3种尾气处理方法:尾气全部燃烧生成电和蒸汽,满足系统公用工程需求,如有剩余可输送至外围电网和蒸汽管网:尾气回收H₂和CO等有效组分,增加产品产量,并通过烧煤满足系统公用工程需求:尾气部分燃烧,部分回收有效组分,如果过程的电和蒸汽供应不足需燃煤补充,本例设置不同比例的尾气回收方案。通过过程工艺流程和公用工程系统分析,综合比较各方案的系统操作费和过程收益,确定尾气20%回收经济效益最大,而尾气全部回收时经济效益最小。     

浅谈选煤厂瓦斯监控系统的设计

为提高选煤厂安全生产水平,阐述了选煤厂设置瓦斯监控系统的必要性,详细介绍了设计选煤厂瓦斯监控系统时应注意的问题,通过与目前大部分选煤厂采用的煤矿安全生产综合监控系统系列的瓦斯监控系统相比,从安全性、快速性、可实施性、经济性等方面分析了采用基于PLC的选煤厂瓦斯监控系统的可行性。     

瓦斯突出模型预测控制的应用研究

煤体瓦斯涌出量的动态变化是一个复杂的非线性系统,传统的瓦斯监测方法准确率较低。针对该问题,文章提出了一种基于BP人工神经网络模型的瓦斯突出危险性预测控制方法。该方法运用BP人工神经网络预测模型对输入的多组样本进行训练学习、建立预测准则,并以此辨识瓦斯突出危险性类型。仿真结果表明,该方法有效解决了传统的瓦斯突出预测模型在事故预测中误差大、稳定性差的缺陷,提高了预测精度。     

基于混沌理论的煤与瓦斯突出预测研究方法

煤矿开采过程中会有电磁辐射产生,研究表明,煤与瓦斯突出时,电磁辐射信号会发生明显的异常前兆。根据煤与瓦斯突出时产生的电磁辐射信号的特征和混沌时间序列可以短期预测的特点,重构电磁辐射时间序列相空间,并采用改进的C-C算法确定相空间的两个重要参数延迟时间T和嵌入维数m。然后运用加权一阶局域法构建煤矿瓦斯浓度预测模型,进行煤矿瓦斯浓度预测。     

承钢高炉喷煤气体分析系统改造

介绍了高炉喷煤气体分析系统的基本原理、系统现状和在承钢炼铁厂的应用情况,分析了喷煤气体分析系统存在的主要问题。为满足喷煤工艺的实际要求,根据喷煤气体分析系统的现状,对取样探头、反吹柜、预处理系统的设备及流程进行了改造,用三菱PLC完善了原有的电气控制单元,用西门子气体分析仪提高了气体分析检测精度。承钢高炉喷煤气体分析系统应用表明,系统设备运行稳定,充分满足了现场工艺的控制要求,提高了气体分析的精度,保证了生产安全、低耗、高效、自动化的需要。     

基于SuperMap的煤与瓦斯突出预测管理系统的设计

介绍了SuperMap地理信息软件的特点,提出了一种基于SuperMap的煤与瓦斯突出预测管理系统的设计方案,阐述了系统功能模块的设计和系统的开发流程。该系统将GIS信息技术应用到煤与瓦斯突出预测管理中,并采用SuperMap全组件式软件作为开发平台,为煤与瓦斯突出的预测开辟了新的途径,不但提高了煤与瓦斯突出预测的准确性和可靠性,而且实现了煤与瓦斯突出预测的动态化管理,并能为突出事故提供防治措施和应急预案。     

高炉煤气干法除尘反吹清灰控制方法

目前,干法除尘是高炉冶炼过程中对煤气净化回收最节能环保,高效合理的工艺方法.其中清灰系统的控制决定除尘器能效的高低.采用脉冲反吹方式,可有效提高煤气回收预期.本文通过分析和对比传统反吹清灰控制方式和矩阵式脉冲反吹法的特点,引入基于脉冲喷吹控制仪的反吹方法,该控制方式简洁明了,更加节省控制模块和电缆,简化安装调试流程,缩短工程设计和施工时间.为后续高炉煤气干法除尘反吹清灰控制提供了一种新的思路.