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1、2011年2月第2期JournalofGreenScienceandTechnologyAspenPlus软件在烟气脱硫系统中的应用陈茂兵,缪明烽,卢作基(中环工程有限公司,江苏南京211102)摘要:介绍了AspenPlus软件的概况,系统地阐述了AspenPlus在湿法脱硫工艺系统中应用,详细介绍了AspenPlus在湿法脱硫FGD系统中的吸收塔、换热器、泵等关键设备设计、开发、选型中的应用,以及模型分析工具在工艺参数优化、降低工程造价中的应用。关键词:流程模拟系统;烟气;
2、脱硫;模拟中图分类号:X701.3文献标识码:A文章编号:16749944(2011)020141041引言2.4优秀的工艺参数分析功能和过程优化计算功能AspenPlus是美国ASPENTECH公司于AspenPlus软件提供了灵敏度分析、设计规定1981年末开发完成的第3代化工流程模拟系统。等工艺参数分析功能,可以方便的考察各工艺参数经过20多年的发展,该软件已先后推出了10多个对流程运行的影响情况。结合工程造价,物料价格版本,成为屈指可数的标准大型流程模拟软件,广泛等经济参数,用户可以自己编
3、写Fortran程序优化应用于化工、石化、炼油、冶金、动力、医药、煤炭、气工艺参数,指导工艺过程更经济、更可靠的运行。体加工、环境保护、食品加工等许多工业领域。2.5友好的操作界面,扩展性强2软件特点从Aspen10.0版本开始,AspenPlus使用了标准化Windows界面,使得软件的外观更为友好,让2.1物性系统完备用户用起来赏心悦目、得心应手。Aspen软件具有数据库和物性模型是流程模拟的到精确可靠结良好的系统开放性与扩展性,允许用户使用VB、VC果的关键,AspenPlus具有适用于工业的最完备的++、V
4、J++、Fortran定制用户模型,支持CAPE物性系统。AspenPlus的数据库包括5000余种纯-OPEN热力学接口,支持OLE自动技术接口和组分的物性数据,900多种离子和分子溶质的电解方法,支持COM接口对原油的虚拟组分和原油混质数据库,3000多种固体的数据参数,60多种水溶合方法进行改进。液中化合物的Henry常数库,此外还包括二元交互2.6新的流程解法器-基于EO(联立方程法)作用参数库,PURE10数据库等。AspenPlus拥有自Aspen11.1版开始,AspenPlus使用EO(联完整的状态方程
5、和活度系数方法模型,以及摩尔体立方程法)求解,有效的解决了参数估计和数据调积模型、蒸发潜热模型等,这些模型可供用户模拟工[1~3]和、模拟复杂的热集成系统或者复杂的循环系统、过艺流程调用。程优化求解等问题。2.2丰富多样的单元操作模型AspenPlus拥有完整的单元操作模型库,可以3基于AspenPlus软件的烟气脱硫模拟各种工艺流程。软件使用了PLEX数据结构,对于组分数、进出口物流数以及反应数目等都没有系统(FGD)开发方法限制,这是AspenPlus的一大优点。此外,用户还可以根据自己的需要设计自己所需的模型,
6、只须调近年来,Aspen软件已逐渐成功运用于煤炭、动用用户模型(UserModel)即可。力等行业,但用于烟气脱硫系统研究的示例还不多。[4]2.3模拟固体系统和电解质体系孙志翱等人模拟了石灰石湿法脱硫的工艺流程,近年来,随着软件的发展与升级,AspenPlus考察了烟气流速、吸收剂浓度等工艺参数对吸收过可以用于模拟固体系统和电解质系统。固体系统主程的影响。笔者运用AspenPlus软件对烟气湿法要有煤的净化与液化,高温冶金和湿法冶金、流化床脱硫工艺做了系统的、全方位的研究,主要包括吸收燃烧以及食品加工等。电解质系统如
7、酸水汽提、湿塔、换热器、泵的选型以及工艺全流程优化等。以期法冶金、胺净化气体、硝酸生产工艺等。指导脱硫工艺系统的开发和改造以及工艺参数的优化。收稿日期:20110127作者简介:陈茂兵(1981),男,江苏南京人,工程师,硕士,主要从事火力发电厂烟气脱硫技术开发和流程模拟工作。141陈茂兵等:AspenPlus软件在烟气脱硫系统中的应用工程技术3.1吸收塔的模拟与优化将烟气加热至80以上,然后再由烟囱排出进人大[5]在烟气脱硫系统中,吸收塔是整个工艺过程的气。主体,所有反应都发
8、生在吸收塔中,因此吸收塔的设AspenPlus拥有丰富的换热器模型,可以用于计开发是脱硫工艺的核心。烟气脱硫工艺中的吸收各种工业换热器的模拟。如,Heater模型可以模拟塔,在ASPEN软件中一般选用RADFRAC严格核加热器或冷却器,HeatX模型可以模拟两股物流的算模型,当然也可以选用DSTWU简单计算模型,换热
