基于Aspen+Plus的褐煤热解过程模拟

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1、万方数据2011年5月Mav201l化学工业与工程CHEMICALINDUSTRYANDENGINEERING第28卷V01．28第3期No．3文章编号：1004—9533(2叭1)03—0049一06基于AspenPlus的褐煤热解过程模拟王伟，商玉坤，武建军’(中国矿业大学化工学院江苏徐州221116)摘要：以高水分褐煤为例，介绍了利用AspenPlus化工流程模拟软件建立煤热解过程简化模型的方法及步骤。阐述了CPD模型模拟参数的设置过程，并利用AspenPlus软件对煤热解过程进行了模拟计算，将得出的模拟值与实际值进行了比较。同时，对煤热解模拟过程及结果进行了分析，给煤热解过

2、程的工艺开发和工艺优化提供了参考依据。关键词：热解；AspenPlus软件；模拟计算中图分类号：TQ523．3文献标志码：ATheLigniteCoalP岁rolysisProcessSimulationBasedonAspenPIusWANGWei，SHANGYu—kun，WUJian-jun‘(schoolofchemicalE“gineeringTechnology，chinauniVe玛ityofMiningandTechnology，xuzhou22ll16，china)Abstract：Withhighmoisturelignitecoalasanexample，the

3、methodandproceduretobuildsimpli矗edmodelforcoalpyrogenationprocess(CPD)usingthechemicalprocesssimulationsoftwareAspenPluswereintroduced．SettingpmcessofCPDmodelsimulationparameterwasgiVen，andtheAspenPlussoftwarewasusedtosimulatethecaIculationproce8sofcoalpyrogenation，andtheobtainedsimulationValu

4、ewascomparedwiththeactualValue．Atthesametime，thecoalpyr01ysissimulationprocessandtheresultswereanalyzedandproVidedbasicref色rencetocoalpyl-ogenationprocessdevelopmentandoDtimization．Keywords：pymlysis；AspenPlussoftware；simulation随着煤炭综合利用理念的深入发展，人们逐渐认识到仅将煤作为一次能源利用(包括合成油)的方式并没有充分利用煤的潜在价值，特别是针对不粘煤和

5、弱粘煤等煤种，必须从煤自身的结构特征出发，通过适当的热解加工工艺来得到高价值化学产品，是实现煤高价值利用的有效途径之一。模拟计算是理解化工过程的有用工具，随着计算机技术的发展，国内外开发出来大量应用于煤炭加工与利用的模拟软件。通过模拟计算，可以对整个煤热解过程进行分析，寻找最优操作点，提高整个过程的热效率，达到过程优化的目的；可以辅助设计以及解释说明实验数据；还可以预测合成气的组成和污染物的排放等¨1。常用的化工流程模拟软件AspenPlus模拟系统广泛用于化工和石油化学工业过程模拟，是世界上公认的新一代基于流程图的过程稳态模拟软件。林立嵋1用AspenPlus软件模拟煤气化时假定

6、了收稿日期：20ll—01—11基金项目：教育部高校博士点基金(20060290506)。作者简介：王伟(1988一)，男，宁夏平罗人，硕士研究生，主要从事化学工程与工艺相关学习与研究工作。联系人：武建军，电话：13951350506，E—mail：jjuw@163．com。万方数据50化学工业与工程2011年5月煤热解过程发生了一系列化学反应，但热解产物的关联性对模拟结果影响很大。于戈文等旧。的研究表明，Aspenplus平台能够准确地模拟煤气化过程中的热解过程。本文采用AspenPlus软件作为模拟计算和分析软件，以高水分褐煤为例来分析模拟煤的热解过程，采用了化学渗滤脱挥发分模

7、型(CPD)使热解产物的关联性对模拟结果的影响程度大大降低了。1煤热解模型1．1热解机理研究热解动力学所获得的参数可以为煤的热加工利用及工程设计提供参考。煤的热解机理是自由基反应过程‘4o，包括自由基的产生、缩聚、交联及加氢反应等。煤热解的反应开始于键的断裂¨-，首先是弱键一CH2一CH2一、一CH2一、一CH2一O一、一O一和一S—S一等先断裂，这些与结构单元相连的桥键先发生热解生成自由基。产生的自由基被氢饱和而稳定下来生成挥发分；但是如果得不到足够的氢与之饱和，则