10MW_(th)高硫石油焦化学链气化制合成气耦合硫磺回收新系统模拟研究

基于化学链气化技术依靠气固反应定向调控气化产物中H_2S和SO_2摩尔比为2的优势,将化学链气化与Claus工艺中的催化转化单元相结合,提出了高硫石油焦化学链气化制合成气和回收硫磺的新系统。针对系统核心单元,即化学链气化过程,基于Aspen Plus,开展热输入10 MWth的高硫石油焦化学链气化过程模拟,以赤铁矿石为载氧体,水蒸气为气化介质,重点考察了氧碳比、气化温度对化学链气化过程及硫转化过程的影响。结果发现,氧碳比的增大导致合成气产率显著降低,但系统从需要外部提供能量逐渐转变为对外部放热,在氧碳比0.8669～0.9535区间内,系统可以达到热量自平衡。同时,气化温度的提高对合成气产率是有利的,在975℃时达到2.15 m~3/kg,主要是由于CO体积分数随气化温度增加而增加。氧碳比和气化温度的提高都会导致H_2S浓度的降低和SO_2浓度的提高。并且研究了当H_2S和SO_2摩尔比为2的最佳工况时,氧碳比和气化温度为反相关,其中氧碳比为0.8669,气化温度为900℃时,冷煤气效率为64.09%。