运用Gibbs自由能最小化方法模拟气流床煤气化炉

基于 Aspen Plus工业系统流程模拟软件 ,运用 Gibbs自由能最小化方法建立了气流床煤气化炉的模型 .研究了气化炉的主要操作参数 (即水煤浆浓度、氧煤比、碳转化率和气化温度 )对气化结果的影响 .对模拟结果进行了分析 ,发现模型基本正确 ,可应用于一些反应机理复杂的气化工艺的化学和热力学平衡计算 .模拟结果表明 ,氧煤比和水煤浆浓度是影响气化炉出口煤气组成的主要因素 ,气化炉温度随着氧煤比的增加而增加 ,也随着水煤浆浓度的增加而增加 .结果还表明 ,氧煤比对气化结果的影响比水煤浆浓度的影响更为显著     

基于Aspen Plus的水煤浆气化模拟

文章以过程模拟软件Aspen Plus为工具,建立了以纯氧为气化剂的气流床煤气化的数学模型,模拟计算了Texaco气化炉的制气过程;并利用该模型模拟研究了氧煤比和水煤浆浓度对煤气化指标的影响。结果表明:水煤浆浓度和氧煤比是影响水煤浆气化过程和出口煤气成分的主要因素,同时提出了提高出口煤气有效成分(CO+H2)的措施。     

水煤浆气化工艺过程的模拟研究与分析

以河南某煤种为反应原料,采用Aspen Plus流程模拟软件对水煤浆气化工艺过程进行了流程模拟,考察分析了气化炉内的氧煤比和煤浆浓度等原料条件以及气化温度和压力等操作条件对气化反应结果的影响,并将模拟结果与实验结果进行比较,结果表明：模型基本正确,在误差许可范围内,模拟结果与气化实验结果基本一致;氧煤比、水煤浆浓度和气化温度是影响气化反应结果的主要因素;气化压力则对煤气化反应结果几乎没有影响,但是加压气化有利于降低后续工段合成气压缩能耗。     

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%。     

煤基多联产中两种煤气化工艺的模拟与性能比较

以Aspen Plus为模拟工具,采用Gibbs最小自由能反应平衡方法建立了煤气化反应模型,分别模拟了水煤浆气流床的代表Texaco气化工艺、粉煤气流床的代表Shell气化工艺,分析了合成气成分、热值、冷煤气效率、氧耗率、煤耗率等性能指标,探讨了水煤浆浓度、氧煤比、煤种对气化性能的影响,并对两种气化工艺的模拟结果进行了比较。结果表明:在煤的成浆性允许范围内,提高水煤浆浓度有利于提高合成气有效气体含量,可获得更高冷煤气效率;在保证碳转化率的前提下,应尽量降低氧煤比,获得更优气化性能;挥发分高、灰分低的煤种,气化性能更好;粉煤气化的氧耗率、煤耗率低于水煤浆气化,其气化性能更为先进。     

基于Aspen Plus的多元料浆气化工艺模拟与分析

以延安能化气化装置为研究对象,利用Aspen Plus流程模拟软件,建立水煤浆气化过程的平衡模型,分别考察了水煤浆浓度、氧煤比、气化压力三个关键控制参数对气化结果的影响。结果表明:在气化炉可以承受的温度范围内应尽量提高水煤浆浓度;有效气(CO+H_2)含量随氧煤比的增大先增加后减小;气化压力对气化结果基本无影响;控制水煤浆浓度60%～64%、氧煤比0.95左右,能实现较大的经济效益。     

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。     

气流床煤气化工艺技术分析

气流床煤气化是我国煤高效洁净利用的关键技术.简要总结了气流床煤气化技术的基本特点和主要影响因素,着重介绍了具有代表性的气流床煤气化技术:壳牌(shell)煤气化技术、德士古水煤浆加压气化技术、GSP气流床气化技术、多喷嘴对置式水煤浆气化技术以及航天炉(HT-L)粉煤加压气化技术,讨论了各种技术各自的优势及存在的问题.     

气流床气化炉煤粉部分气化特性的研究

基于商业软件Aspen Plus,运用Gibbs自由能最小化方法建立了气流床部分气化模型,预测气化炉入口参数(空煤比、汽煤比、热损失和碳转换率)对出口合成气的影响特征,模拟结果表明,随空煤比的增大,粗煤气中有效气体成分含量先增大后减少;随汽煤比的增大,粗煤气中H2含量增多,有利于部分煤气化再燃;随碳转换率的增大,粗煤气中有效气体成分含量增加,但提高程度不明显,因此针对部分气化不刻意追求碳转换率.     

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。     

基于锥型煤气炉应用中若干问题的探讨

从系统阻力、物料平衡、热量平衡、炉渣过渡区、灰盘直径、防流板、炉下带出物、气化强度等方面阐述了造气煤气炉由直筒形改为锥形炉后生产中存在的问题;论述了煤气炉阀径与工艺流程的选配原则;阐明了锥形煤气炉的生产水平低于直筒形炉气炉的观点。     

基于数据驱动建模的气化炉配煤成本优化研究

为实现配煤煤质和配煤成本的最优化匹配,以配煤成本为优化目标,气化炉产气量为主要约束,采用数学建模的方式,研究了鄂尔多斯地区煤化工装置气化炉多煤种的用煤和配煤优化问题。根据现场数据,构建了基于数据驱动的气化炉煤质对产量影响的非线性过程模型,通过聚类分析,得到各煤质指标的约束条件;在满足约束条件的情况下,构建煤种与煤质之间的线性模型;通过帕累托遗传算法,在气化炉产气量满足约束条件的同时,给出了成本最低的多煤种配煤策略,并用MATLAB对气化炉配煤优化系统进行可视化组态界面设计。     

粘温特性差的原煤在航天炉中的应用探索

介绍了灰渣粘温特性对液态排渣气化炉装置运行的影响,并利用灰渣粘温特性差的原煤在航天粉煤加压气化中进行了生产应用探索。实践结果表明,航天炉能够气化灰渣粘温特性差的原煤,并实现气化装置的长周期稳定运行。     

水煤浆加压气化技术改造小结

自1994年3月10日德士古水煤浆加压气化装置通过生产考核以来，根据实际情况对不适应系统稳定生产的文氏洗涤器，气化炉上升管支撑，闪蒸系统管道及气化炉渣口予以改造，并对气化炉耐火材料，气化炉烧嘴和高，低压煤浆泵实施了国产化措施，取得显著成效，标志着我厂驾驶水煤浆加压气化装置的能力已达到了较高水平。     

浅析安徽省煤化工及煤气化的发展历程

通过55年不断对煤气化技术进行改造和原料结构调整,安徽省化肥行业现主要以煤为原料制取合成氨、碳酸氢铵、尿素、硝酸、甲醇以及煤制油、煤制烯烃等化工产品,先后采用了GSP、德士古炉、富氧连续气化、恩德炉、多元料浆、焦炉气转化、CO2焦化制气、Shell粉煤气化、航天炉、四喷嘴气化炉等技术。针对当前煤化工行业存在的产能过剩、重复建设、同质化竞争等问题,应以提高能源利用率和实现关键设备自主生产为突破口,提升管理水平和技术创新能力,使煤化工产业由大宗化向精细化、差异化转变。     

烟煤水煤气气化炉运行的可行性分析

烟煤水煤气气化炉是将双火层煤气发生炉的气化原理用于水煤气气化的一种炉型。介绍了双火层气化炉的炉型规格、供气形式和半水煤气组成;从煤气中CO2和CH4含量、气化炉反应温度、蒸汽量的调整等方面分析了烟煤水煤气气化炉生产运行的可行性;介绍了烟煤水煤气气化炉的结构形式和工艺流程;计算了原料煤成本的经济效益,结果表明,4万t/a合成氨装置每年可节约原料煤费用1160万元,20万t/a甲醇装置每年可节约原料煤费用6960万元。     

鲁奇加压气化炉使用王庄洗精煤总结报告

介绍了鲁奇加压气化炉使用王庄洗精煤的生产运行情况。根据运行结果分析 ,使用洗精煤能提高合成氨装置的运行率和负荷率 ,从而使合成氨生产成本整体有所降低。说明王庄洗精煤用于鲁奇加压气化炉无论经济或技术都是可行的。     

粉煤气化炉反应室漏水及应对措施研究

介绍了壳牌粉煤加压气化炉中调和水冷却系统和水汽系统的工艺流程,结合壳牌粉煤加压气化炉的运行经验,分析DCS系统工艺指标变化,判定气化炉漏水的具体部位。从气化炉进料稳定性、炉温过高或过低、锅炉给水水质、烧嘴罩安装等方面分析了泄漏的原因,给出提高氧煤比来提高气化炉反应室炉温,降低系统水/汽系统与气化炉反应室压差减少泄漏量等保生产的应急措施。     

大型煤气化装置的工艺技术性能及其在多联产系统组合中的节能减排评述

为科学评判大型煤气化装置的优越性和适用性,对比了我国引进开发的SCGP、Texaco、GSP3种煤气化技术的技术性能和配置特点;分别论述了壳牌干煤粉气化炉、德士古水煤浆气化炉、索斯泰克气化炉的工艺过程、气化特点、关键设备和应用效果;提出了煤炭气化发电同水电解氢多联产系统组合的CO2零排放工艺流程.     

6.5MPa水煤浆气化炉工艺分析

对引进的６．５ＭＰａ德士古水煤浆气化炉设计与生产数据进行了工艺分析，对气化炉操作条件的选择进行了探讨。