摘 要 采用 Aspen Plus 流程模拟软件对某拟建的 IGCC示范工程的德士古煤气化炉进行数值模拟 ,通过考虑碳的不完全转换对计算流程进行了改进 ,并运用 CPD 模型预测煤热裂解的产物分布.研究了煤气化炉的重要操作参数(即水煤浆浓度、 氧煤比、 气化压力和气化温度)对气化结果的影响.在计算区间内 ,发现高浓度水煤浆浓度范围内 ,随浓度的增加 ,煤气的主要成分( H2 +CO)的总含量增加.气化温度增大到 1 400 ℃ 左右时 ,煤气的主要成分随气化温度的进一步增加会趋于一个恒定值.
关键词 Aspen Plus , IGCC ,德士古气化炉
0 引 言
整体煤气化燃气2蒸汽联合循环( IGCC)发电技术可以将燃煤电站的循环效率提高至 39 %～41 %(L HV),是目前最先进的燃煤发电技术之一. 目前采用气流床气化技术的德士古气化炉的运行经验和已商业化的台数最多.它的发展已度过原理概念性开拓验证阶段 ,并进入商业示范验证阶段.它既有发电的高效率 ,又有极好的环保性能 ,因而成为世界瞩目的极有发展前途的一种先进的洁净煤发电技术.IGCC系统内的德士古气化炉可采用激冷式和装有煤气冷却器两种方案 ,本文所结合的某拟建的大型 IGCC示范工程采用的是安装煤气冷却器的气化炉,又称为全热能回收式气化炉 ,从能量有效利用的观点来看 ,这种方案是最合理的.
模拟计算是理解化工过程的有用工具.通过计算 ,可以对整个煤气化过程进行分析 ,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.采用 Aspen Plus软件对气化炉模拟时 ,以往建立的气化炉模型是先把煤分解为相同质量和发热量的由碳氢和其他化合物、 纯净元素和灰组成的常规物流混合物 ,再通到平衡反应器中.这种做法假定煤全部转化成煤气 ,无法计及碳转化率;采用的补救措施是在后续流程中排放掉一部分煤气来模拟煤的不完全转换 ,其结果导致其他元素的流失.因此 ,通过在模拟过程设定非常规物质 ,把碳的不完全转换考虑进去 ,使模型的模拟更符合实际的气化炉 ,从而解决了对碳的不完全转化考虑不足的问题.本文是结合国内拟....
