多元料浆气化过程研究

发布时间：2020-06-12 19:33

【摘要】：煤炭气化是洁净煤技术中最重要、最关键的工艺过程之一,是减少环境污染、实现煤炭高效洁净综合利用的重要措施。本文以我厂所采用的多元料浆气化技术为研究对象,以Aspen Plus流程模拟软件为工具,建立起水煤浆气化过程的平衡模型,并对影响气化炉工艺气成分、炉温、水气比、碳洗塔出口温度等关键指标的各种因素进行讨论。此外,还对灰水处理系统进行模拟研究。具体内容如下:(1)介绍了各种气化炉的技术原理,优缺点,并对煤气化过程的模拟研究进行了综合评述。(2)本文综合探讨了料浆浆滴在气化炉内的变化,介绍了相关反应,并描述了介质在气化炉内的流动过程,简单介绍了料浆气化过程的三区模型;(3)采用RStoic模块+RGibbs模块组合建立了气化反应过程模型。其中料浆先在RStoic模块中通过Fortran语句控制分解为单质、水分和灰分,然后将分解产物送入RGibbs反应器,由Gibbs自由能最小法获得最终产物分布及平衡温度。(4)在流程中增加REquil模块,将反应产物引入REquil模块,以平衡温距修正变换反应与甲烷化反应,得到变换反应与甲烷化反应的最佳平衡温距。以最佳平衡温距输入修正的气化反应过程模型,得到最终的产物分布、反应温度及干气气量。(5)以采用平衡温距修正的模型为工具,探讨了煤浆浓度、氧煤比以及气化压力对气化反应的影响,并对出现以上结果的原因进行了分析讨论。(6)以气化反应过程模型为基础,补充完善整个多元料浆气化流程过程模型。并研究各种因素对碳洗塔出口工艺气温度、水气比的影响,并结合工业生产实际对模拟结果进行了讨论与评述。(7)建立了灰水处理流程的模型,运行得到模拟结果,并根据实际生产过程对结果进行了判断。
【图文】：

流程图,气化反应,流程图,煤裂解

图２－２气化反应过程初步流程图逡逑Ｆｉｇ．邋２－２邋Ｔｈｅ邋ｆｌｏｗｓｈｅｅｔ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ逡逑流程图中主要设备及功能见表２－１．逡逑表２－１气化反应过程模拟主要设备及功能逡逑Ｔａｂｌｅ邋２－１邋Ｔｈｅ邋ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ邋ｂｌｏｃｋｓ邋ａｎｄ邋ｔｈｅ邋ｆｕｎｃｔｉｏｎ邋ｉｎ邋ｔｈｅ邋ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ逡逑１１逦ｉｌ逡逑？逦Ｂｌ逦Ｍｉｘｅｒ逦模拟制浆过程逡逑高压煤浆栗逦Ｐ０７０１逦Ｐｕｍｐ逦水煤桨加压逡逑煤裂解单元逦ＣＯＭＢ逦ＲＳｔｏｉｃ逦将煤裂解逡逑气化炉逦Ｆ０７０１逦ＲＧｉｂｂｓ逦进行煤气化反应，生产工艺气逡逑

模型图,气化反应,过程,模型

即上述的变换反应及甲烷化反应。详细考察变换反应与上述甲烷化反应平逡逑衡温距的设定对模拟结果的影响，，并找出对于这两个反应最适合平衡温距。模拟流程逡逑图如图２－５所示。逡逑逦ＩＰ＆０７０３１逦逡逑＾￣逦ｒｉ邋ｕ逡逑逦ｍ逡逑＿逦ｖ邋？逡逑￣逦逦［ｍ］逦１逡逑逦邋ｃｃａｅＢ逡逑ｈ逦Ｂ：逦１ＰＧ０７０１１逦ＩＰ５Ｃ７０２Ｉ逡逑逦逡逑0——Ｉ酽ｐａ＂逡逑佊逦瞧逡逑图２－５气化反应过程最终模型逡逑Ｆｉｇ．邋２－５邋Ｔｈｅ邋ｆｌｏｗｓｈｅｅｔ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ逡逑２．４．６．１变换反应平衡温距对结果的影响逡逑在保持各物流进料及物性参数不变的前提下，在ＲＥｑｕｉｌ反应器Ｂ５中，考察变换逡逑反应平衡温距在－４２０？－４１１邋°Ｃ时，出口各组分的干气组成及变化。定义偏差７？／）表征逡逑出口干气组成与工艺包中数据偏差。逡逑ＲＤ＝邋（＾－邋－邋ｘ．Ｊ邋＊邋１００％逦式（２－３１）逡逑其中Ｘｉ为模拟值，ｘｉｏ为工艺包中数据，／为ＣＯ、Ｃ0２、Ｈ２。逡逑模拟结果及相对平均偏差列于表２－５中。逡逑２４逡逑
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TQ546

【参考文献】