气化单元的设计优化与集成

发布时间：2022-02-22 14:17

　　煤气化工艺作为煤化工产业链的核心技术,气化技术的研究尤为重要。目前气化技术中的设备制造以及工艺技术,国内已经实现自主研发,但是对气化技术的工艺包的设计和研究还需要完善,本论文针对气化单元工艺包设计进行方法研究,首先以水煤浆德士古气化技术和干法GSP气化技术为例分别建立模型并进行稳态模拟优化,然后利用Aspen Simulation Workbook模块实现Aspen Plus流程模拟与EXCEL的数据交互,最后在EXCEL中集成煤气化的煤质分析,常规设计,模拟优化与设备设计的自动化模板。主要内容如下:以水煤浆气化为例,对煤气化工艺进行了常规设计计算,通过实际生产中德士古气化工艺的稳态模拟,分析了煤浆浓度、氧煤比、碳转化率等关键参数对气化结果的影响,并建立操作线。干法气化计算中,对GSP气化工艺稳态模拟,将模拟结果与实际对比,分析了氧煤比和蒸汽煤比对气化结果的作用,建立GSP气化炉操作线。在对湿法德士古气化过程和干法GSP气化过程的稳态模拟和优化之后,利用Aspen Simulation Workbook平台实现Aspen Plus和EXCEL的数据交互,对单元主要设备气化炉、喷嘴、水洗... 

【文章来源】：西安科技大学陕西省

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 煤气化发展
        1.2.1 移动床气化
        1.2.2 流化床气化技术
        1.2.3 气流床气化技术
    1.3 气流床气化过程的模型化研究现状
        1.3.1 热力学平衡模型
        1.3.2 气化炉的速率模型
    1.4 煤气化工艺评价指标
    1.5 论文的研究内容
2 煤气化过程平衡计算
    2.1 煤气化过程的分析
    2.2 化学反应过程体系分析
    2.3 气化过程的物料与能量衡算
        2.3.1 概述
        2.3.2 煤的组成
        2.3.3 气化过程物料衡算
    2.4 本章小结
3 德士古煤气化过程稳态模拟
    3.1 水煤浆气化过程概述
        3.1.1 煤浆制备单元
        3.1.2 气化单元
        3.1.3 水洗单元
        3.1.4 灰水处理单元
    3.2 德士古水煤浆气化过程的建模
        3.2.1 气化过程的建模分析
        3.2.2 水洗过程的建模分析
        3.2.3 组分规定与计算
        3.2.4 选择物性方法
    3.3 德士古水煤浆气化过程的模拟
    3.4 灵敏度分析
        3.4.1 压力对气化结果的影响
        3.4.2 氧煤比对气化结果的影响
        3.4.3 煤浆浓度对气化结果的影响
        3.4.4 碳转化率对气化结果的影响
        3.4.5 水用量对气化结果的影响
        3.4.6 建立操作线
    3.5 指定气化温度参数关联
    3.6 本章小结
4 GSP气化过程稳态模拟
    4.1 煤粉气化过程概述
        4.1.1 粉煤输送单元
        4.1.2 气化及合成气冷却单元
        4.1.3 黑水处理单元
    4.2 GSP干粉气化过程的建模
    4.3 GSP粉煤气化过程的模拟
    4.4 灵敏度分析
        4.4.1 氧煤比对气化过程的影响
        4.4.2 蒸汽煤比对气化过程的影响
        4.4.3 建立GSP气化操作域
    4.5 恒定温度参数调整
    4.6 本章小结
5 设备计算
    5.1 气化炉的设计计算
        5.1.1 炉体内径和气化室的高度
        5.1.2 壁厚以及重量
    5.2 喷嘴计算
    5.3 水洗塔设计计算
        5.3.1 设备简介
        5.3.2 辅助结构
        5.3.3 计算结果
    5.4 闪蒸器计算过程
    5.5 本章小结
6 气化实例
    6.1 德士古气化过程实例
        6.1.1 德士古气化过程模拟
        6.1.2 设备计算
    6.2 GSP气化过程实例
7 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
致谢
参考文献
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]煤与甲烷联合转化过程模拟与分析[J]. 李建伟,雷姣姣,辛欣,白峰.  湖南科技大学学报(自然科学版). 2018(02)
[2]我国煤炭资源高效回收及节能战略研究[J]. 袁亮.  中国矿业大学学报(社会科学版). 2018(01)
[3]典型气流床煤气化炉气化过程的建模[J]. 东赫,刘金昌,解强,党钾涛,王新.  化工进展. 2016(08)
[4]E-GAS气化技术浅析[J]. 唐凤金,张宗飞,章卫星,游伟,王光友,杨珂,胡步千,陈巳樊.  化学工业. 2016(02)
[5]现代煤气化技术发展趋势及应用综述[J]. 汪寿建.  化工进展. 2016(03)
[6]GSP气化技术工业应用分析[J]. 蒋立翔.  煤炭工程. 2016(01)
[7]基于双组分PDF模型的GSP气化炉数值模拟[J]. 毕大鹏,管清亮,玄伟伟,张建胜,岳光溪.  化工学报. 2014(10)
[8]气流床气化工艺水煤浆和煤粉两种进料方式比较[J]. 范玮.  洁净煤技术. 2013(03)
[9]煤气化技术的应用与发展[J]. 高聚忠.  洁净煤技术. 2013(01)
[10]三流道单喷嘴多元料浆气化存在的问题及处理[J]. 赵伯平.  化工设计通讯. 2012(04)

博士论文
[1]气流床煤气化工艺性能稳健优化与控制研究[D]. 张进春.中南大学 2011

硕士论文
[1]兖州煤气化过程的数值模拟[D]. 宋志春.太原理工大学 2010



本文编号：3639619