德士古气化过程的建模与优化分析

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1、德士古气化过程的建模与优化分析摘要：根据德士古水煤浆气化工艺特点，基于AspenPlus建立德士古气化过程的模拟，并与与实际生产数据对比，验证模型的准确性，分析氧煤比、水煤浆浓度对气化结果的影响。结果表明，随着水煤浆浓度和反应温度的增加，有效合成气产率也随着增力口；随着氧煤比的增加，冷煤气效率减少，因此在实际生产中，可以在保持灰熔点的前提下，尽量降低氧煤比。关键词：徳士古；水煤浆气化；Aspenplus软件；模拟Abstract:AccordingtocharacteristicsofTexacocoal

2、-waterslurrygasificationtechnology,basedonAspenPlussimulationofTexacogasificationprocess,andcomparedwiththeactualproductiondatatoverifytheaccuracyofthemodels,thenanalysisimpactofoxygen/coalmassratio,coalwaterslurryconcentrationtogasification.Theresultssho

3、wthatwiththeincreaseofcoalwaterslurryconcentrationandreactiontemperature,theeffectivesyntheticgasproductionrateasalsoincrease;Withtheincreaseoftheoxygencoalratio,thecoldgasefficiencydecreases,therefore,intheactualproductioncanbeonthepremiseofkeepingashmel

4、tingpoint,asfaraspossibletoreduceoxygenthancoal.Keywords:Texaco;CoalWaterSlurrygasification;Aspenplussoftware;Simulation1引言我国是一个“富煤、贫油、少气”的国家，煤炭的利用在我国占有很大的比例，据统计2011年，全国原煤产量35.2亿吨，同比增长&7%。针对我国的能源现状，在未来很长的一段时间内，煤炭作为我国基础能源的主体地位不会改变。作为一次能源，我国将近80%的煤炭是用于直接燃烧，

5、各种污染物如粉尘、氮氧化物、硫氧化物等大量排放，二十世纪以来，各种重大的环境污染事件如臭氧层破坏、光化学烟雾、酸雨等也都与煤炭的直接燃烧相关山，因此，煤炭的清洁利用也就显得尤为重要。德士古煤气化技术是目前常用的气化技术，在我国有多套运行设备，Texaco气化以其原料的灵活性、高的气化效率、较低的投资和较高的工艺效率在我国煤化工中得到了广泛的应用⑵。本文对各种气化技术进行比较，选取应用最广泛的德士古气化工艺作为研究对象，分析了整个气化过程，在合理假设的前提下建立基于AspenPlus的气化平衡模型，与实际生

6、产数据进行对比，所得结果与实际相吻合，在此基础上分析了煤浆浓度等具有代表性的操作参数对气化过程的影响，希望能对实际生产操作提供理论依据。2Texaco气化流程概况Texaco(TexacoCoalGasificationProcess,TCGP)水煤浆气化技术属于第二代煤气化技术，1948年美国德士古石油公司受重油气化的启发，首先创造了水煤浆气化工艺，并在加州洛杉矶近郊蒙特贝洛建设第一套中试装置，规模约15t/do徳士古水煤浆气化系统主要包含煤浆制备、气化炉及合成气洗涤系统和灰水处理系统。合格的水煤浆经过

7、煤浆泵送到气化炉与空分装置来的氧气进入气化炉，在气化炉内发生反应，产生的合成气。煤中的灰分在高温下熔融，熔渣与热合成气一起离开气化室，进入到气化炉的激冷室水淬冷后合成气温度骤降。熔渣迅速固化并产生大量蒸汽，被水蒸汽饱和并夹带少量飞灰的合成气从激冷室上部出口排出。气体进入文丘里洗涤器与从喷嘴喷出的洗涤水混合后进板式碳洗塔，合成气经除尘除沫后送至变换工段。由灰水处理来的高压灰水及变换工段送来的高温冷凝液和汽提冷凝液作为碳洗塔的洗涤水。碳洗塔底排出的黑水经流量控制阀排至灰水处理。同时，系统产生的黑水经中压闪蒸器

8、和真空闪蒸器处理，进行部分水的回用。3基于AspenPlus德士古气化系统模拟AspenPlus是世界公认的标准大型通用流程模拟软件，它具有完善的物性数据库、热力学模型和单元操作模块，也可以进行水煤浆气化过程的模拟。3」组分规定对德士古气化来说，参与反应的组分主要包含常规组分(COVEN)与非常规组分(NC)两类，常规组分指的是可以用一个分子式表示的均匀组分，软件可以通过自带数据库查到其物性数据，而非常规组分是由被称作组分属性