基于ASPEN PLUS的固定床纯氧连续气化炉的模拟

以过程模拟软件Aspen Plus为工具,建立了固定床纯氧连续气化的数学模型,模拟了固定床纯氧连续气化过程;并利用该模型研究了随蒸氧比与气化压力变化对气化指标的影响;结果表明:同一原料煤,随蒸氧比增加,煤气有效气含量降低,蒸汽分解率下降;随气化压力增加,煤气有效气含量降低,蒸汽分解率下降,但煤气中由甲烷化引起CH_4含量增加。     

基于Aspen plus研究气化参数对新疆阜康干粉煤加压气化过程的影响

借助Aspen Plus模拟软件,应用Gibbs自由能最小化方法建立新疆阜康干粉煤加压气化模型。研究了气化参数氧煤比、蒸汽煤比和二氧化碳煤比对气化性能的影响。氧煤比增加有效气(CO+H_2)含量存在最大值;蒸汽煤比的增加,合成气中有效气(CO+H_2)和CO含量减少,CO_2和H_2含量增加。二氧化碳煤比对合成气组成影响不大。     

固定床纯氧连续气化炉的模拟

文章以过程模拟软件Aspen Plus为工具,建立了固定床纯氧连续气化的数学模型,模拟了固定床纯氧连续气化过程;并利用该模型研究了随蒸氧比与气化压力变化对气化指标的影响。结果表明同一原料煤,随蒸氧比增加煤气有效气含量降低,蒸汽分解率下降;随气化压力增加,煤气有效气含量降低,蒸汽分解率下降,但煤气中由甲烷化引起CH4含量增加。     

Shell褐煤气化模拟计算分析

以大唐多伦煤制烯烃项目Shell气化炉为研究对象,基于Gibbs自由能最小化法,通过反应平衡限制和热损失修正,建立了Shell褐煤气化平衡模型,计算结果与运行数据吻合较好。同时,研究了不同操作条件对气化性能的影响。结果表明:CO2载气流量和氧煤比是主要的影响因素,特别是氧煤比可以明显改变气化温度和产品煤气组成,随着氧煤比的增加,气化温度升高,有效气(H2+CO)组成先增加后减小,针对所用气化煤种,分析得出最佳氧煤比为0.76。     

同向多轴水煤浆气化数值模拟研究

为弥补现有水煤浆气流床气化技术的不足,研发了一种同向多轴煤气化装置,采用Aspen Plus建立了同向多轴水煤浆气化数值模拟模型,分析了水煤浆浓度、氧煤比和碳转化率对煤气化效果的影响。结果表明,随着氧煤比的增加,H_2、CO、有效气含量均先增大后降低,气化温度逐渐升高,最佳氧煤比为0.61,此时有效气含量最大。随碳转化率的升高,CO和H_2含量均增大,气化温度逐渐降低,对于气化炉而言,提高碳转化率可增加有效气含量。水煤浆浓度分别为60%、62%和65%时,有效气(干基)含量分别为81.3%、82.5%和84.2%,水煤浆浓度每提高1%,有效气含量增加约0.6%。     

基于Aspen Plus的循环流化床工业气化炉模拟

循环流化床煤气化炉在工业应用过程中,由于试验煤种及操作条件的多样性,通过试验法优化操作过程所需周期较长、成本较大。因此以大量工程数据为边界条件,基于Gibbs自由能最小化原理,利用Aspen Plus对气化过程进行模拟,通过灵敏度分析,研究了单因素氧煤比、蒸汽煤比、气化压力、空气/蒸汽预热温度变化对气化指标的影响;并运用正交实验,研究了以上4种因素共同作用的结果。研究结果表明:氧煤比增加使有效气(CO+H_2)含量、冷煤气效率先增加再减小,并在0.45~0.50kg/kg时取得最大值;蒸汽煤比增加使煤气热值和气化温度减小,对有效气含量基本没有影响;气化压力增加使煤气热值和气化温度增加;空气/蒸汽预热温度增加使气化温度、有效气含量、冷煤气效率增加,煤气热值减小。通过正交实验综合分析,氧煤比和空气/蒸汽预热温度对气化指标的影响较为显著,两者对气化指标的影响趋势基本一致;蒸汽煤比主要影响煤气热值,而气化压力主要影响比氧耗,对其他指标影响较小。     

6.5MPa多喷嘴水煤浆气化工艺运行情况和模拟

总结了某厂6.5 MPa多喷嘴对置式水煤浆气化工艺运行情况,并应用Aspen Plus流程模拟软件对气化炉进行了工艺模拟。并讨论了固定煤种时氧煤比对工艺指标的影响,以及煤中灰含量变化对气化工艺指标的影响。结果显示,随着氧碳比的增加,有效气含量和产率都出现先增大后减小的趋势,最大有效气产率约为每千克煤1.91Nm3(CO+H2),最高有效气含量约为82.70%。煤中干基灰含量每增加2%,气化温度约增加50℃。保持气化温度稳定在1 238℃时,煤中灰含量对比氧耗和有效气产率影响显著。     

首套GSP干煤粉气化的模拟与分析

为研究GSP干煤粉气化反应特点,以Aspen Plus模拟软件为工具,选择Gibbs自由能最小化建立气化炉模型。通过模拟GSP干煤粉气化的压力、氧煤比、蒸汽煤比及不同输送载体对气化过程的影响,结果表明:压力增加可使粗煤气中甲烷含量增加;氧煤比和蒸汽煤比影响着气化温度和有效气组成;输送载体切换为二氧化碳后可使有效气增加2%。该模拟计算对于GSP干煤粉气化工业操作有一定借鉴意义。     

Shell干煤粉气化的模拟与分析

为研究Shell干煤粉气化特点,利用Aspen Plus模拟软件为工具,建立Shell气化炉模型。通过模拟Shell干煤粉气化的压力、氧煤比、蒸汽煤比对气化过程的影响,结果表明,增加压力能够使合成气中的甲烷含量升高,氧煤比和蒸汽煤比对气化温度和合成气组成有重要影响。气化温度随氧煤比的增加而升高,有效气体摩尔分数先增加后减少,蒸汽煤比可以调节气化反应温度。对屯留煤来说,Shell煤气化的最佳氧煤比为0.74~0.80kg/kg,反应温度为1475.6~1580.17℃,最佳蒸汽煤比为0.09~0.13kg/kg,相对应的反应温度为1630.60~1532.11℃。     

基于PRO/Ⅱ的煤气化工艺模拟与分析

利用PRO/Ⅱ化工模拟软件,对水煤浆气化和粉煤气化过程进行模拟,并将模拟计算值与实际运行值进行比较,误差小于2%,模型基本可靠。考察了氧煤比、煤浆浓度以及不同载气对气化反应的影响。结果表明:在合理的气化温度区间内,低氧煤比有利于获得较高的有效气产量和冷煤气效率;在有效气产量相等条件下,全焦工况的氧煤比最大,掺焦次之,全煤工况最小;煤浆浓度的增加,有助于提高合成气中有效气组成以及产量;在气化温度一定的条件下,氧煤比随着煤浆浓度的增加而降低,煤浆浓度每提高1%,氧煤比下降1%,有效气产量增加1%;CO_2作为载气可以提高合成气中CO含量以及有效气产量;粉煤气化的冷煤气效率高于水煤浆气化,可以达到80%以上。     

基于Aspen Plus的固定床高温煤气化模拟

文章以过程模拟软件Aspen Plus为工具,建立了以高温空气为气化剂的固定床煤气化的数学模型,模拟计算了逆流式固定床气化的制气过程;并利用该模型模拟研究了不同空煤比以及不同的空气预热温度对煤气化指标的影响,结果表明:在相同空煤比与汽煤比的工况下,提高空气的预热温度可以使气化过程得到强化。     

淮南煤气化工艺过程模拟

采用Aspen Plus软件对淮南煤气化进行了稳态流程模拟研究,结果表明:O2流量的增大导致气化温度快速升高;合成气中CO、H2以及有效合成气(CO+H2)的体积分率随O2流量的增加呈先增大后减小的趋势;CO2和H2O的变化趋势则相反。氧煤比在0.03~0.17kg/kg区域内,有效气体积分率均大于60%;且在氧煤比为0.1kg/kg时,有效合成气体积分率达到最大值64.2%。氧煤比在0.06~0.14kg/kg区域内,汽氧比的增大会导致气化温度随之减小,并直接影响合成气组分。合成气中,CO、H2、CH4以及有效合成气(CO+H2)的体积分率随汽氧比的增大而降低;H2O和CO2体积分率则随之增大。     

新河烟煤地下气化模型

为了探索烟煤地下气化过程的基本规律,为新河“煤炭地下气化发电示范工程”制定合理的工艺参数,测定了新河烟煤反应活性,并进行了富氧-水蒸气地下气化模型实验;研究了不同工艺条件下,出口煤气有效组分含量、热值的变化规律.实验结果表明,气化初期因煤层中含水,纯氧直接气化,可获得合格的煤气;在保持汽氧比在1.5∶1～2∶1之间时,新河烟煤采用富氧-水蒸气正向供风、辅助孔供风和反向供风连续气化可获得有效气体组分在70%、热值在10 MJ·m^-3左右的煤气;新河烟煤的产气率平均为1950 m³·t^-1,煤层气化率可达到74.6%.     

压力、煤浆浓度、氧煤比对水煤浆气化的影响

研究了水煤浆气化技术操作参数的优化途径;分析了气化压力、煤浆浓度、氧煤比(氧碳比、氧浆比)对碳转化率、产气率、冷煤气效率、合成气有效组分含量等水煤浆气化参数的影响;对各参数之间的最佳搭配进行了优化;确定了各个量的最佳操作值,为气化装置低能耗、高效益运行提供依据。     

串行流化床煤气化试验

针对串行流化床煤气化技术特点,以水蒸气为气化剂,在串行流化床试验装置上进行煤气化特性的试验研究,考察了气化反应器温度、蒸汽煤比对煤气组成、热值、冷煤气效率和碳转化率的影响。结果表明,燃烧反应器内燃烧烟气不会串混至气化反应器,该煤气化技术能够稳定连续地从气化反应器获得不含N₂的高品质合成气。随着气化反应器温度的升高、蒸汽煤比的增加,煤气热值和冷煤气效率均会提高,但对碳转化率影响有所不同。在试验阶段获得的最高煤气热值为6.9 MJ•m^-3,冷煤气效率为68％,碳转化率为92％。     

浅析相关参数对气流床粉煤加压气化的影响

介绍了气流床粉煤加压气化的原理及我国粉煤加压气化技术的研发过程、试车情况,分析了粉煤粒度、密相输送氮气量、氧煤比、蒸汽煤比、气化压力及气化炉温度等因素对粉煤加压气化的影响,为我国粉煤加压气化技术的产业化提供参考。     

双阳煤在PKM气化炉试烧总结

介绍了在PKM气化炉中弱粘结性双阳煤的试烧情况,并给出了主要工艺参数控制范围。试烧结果表明:依兰煤中配入50%双阳煤,汽氧比6.0:1时,气化炉工况良好。     

Ash-agglomerating gasification of coal in a spouted bed reactor

Australian bituminous coal (Hoskisson) was gasified with oxygen and steam in a 0.4m diameter spouted bed reactor at atmospheric pressure and temperatures of 1050–1170 °C to produce medium calorific value gas. High-ash agglomerates fell through the throat of the spouted bed under restricted gasification conditions, with no simultaneous loss of coal. The effects of temperature, steam-oxygen ratio, coal feed rate and coal size on carbon conversion, production of ash agglomerates, gas composition and decompsition of steam were established.     

Gasification of lignite and hard coal with air and oxygen enriched air in a pilot scale ex situ reactor for underground gasification

The main goal of the study presented in the paper was an experimental comparison of the underground lignite and hard coal seams air gasification simulated in the ex situ reactor. In the study lignite and hard coal were gasified with oxygen, air and oxygen enriched air as gasification agents in the 50- and 30-h experiments, respectively, with an intrinsic coal and strata moisture content as a steam source. Application of air as a sole gasification agent was problematic for a resulting rapid decrease in temperatures, deterioration of gas quality and, finally, cessation of gasification reactions. Use of oxygen/air mixture of an optimum ratio led to valuable gas production. In lignite seam gasification with oxygen/air (of 4:2 volume ratio) the average H₂ and CO contents in product gas were 23.1 vol.% and 6.3 vol.%, respectively, and the calorific value was 4.18 MJ/m³, whereas in hard coal gasification with the oxygen/air ratio (of 2:3 volume ratio) the average H₂ and CO contents in produced gas were 18.7 vol.% and 17.3 vol.%, respectively, and product gas calorific value equaled 5.74 MJ/m³.     

水煤浆水冷壁废锅气化过程的模拟研究

采用Aspen Plus流程模拟软件模拟了水煤浆水冷壁废锅气化过程,并将模拟结果与工业运行数据对比,验证了模型准确性。在此基础上,分析了气化压力和水煤浆浓度对气化温度、有效气产量、合成气组成、氧煤比、比氧耗和比煤耗等气化参数的影响。结果表明,气化压力对气化过程基本没有影响,可根据需要选择适宜压力;当保持氧气流量恒定时,随水煤浆浓度增大,有效气含量增加,气化温度升高,即提高水煤浆浓度易导致气化炉飞温,因此进一步研究了在前述模拟条件不变,且保持气化温度恒定时,水煤浆浓度变化对气化参数的影响。结果表明,随水煤浆浓度增大,氧煤比降低,有效气含量增加,比氧耗、比煤耗降低,因此在气化炉不超温的情况下,应尽量提高水煤浆的浓度,以降低系统能耗。