干法气流床煤气化系统模拟

【摘要】：我国是一个富煤、贫油、少气的国家，能源构成决定了我国在很长时间内以煤炭利用为主的能源结构很难发生改变，作为一次能源，我国将近80%的煤炭是用于直接燃烧，各种污染物如粉尘、氮氧化物、硫氧化物等大量排放，因此煤的洁净利用也就显得尤为重要。煤炭气化作为煤炭洁净利用的重要方式，不仅大幅度减少了高硫煤、劣质煤燃烧过 程中污染物的排放，而且所制得合成气便于输送，同时也是各种化工过程基础原料。HT-L航天粉煤加压气化技术是由国内具有自主知识产权的北京航天万源煤化工工程有限公司开发，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行业中得到了广泛的应用。本文研究了干法气流床煤气化技术国内外的研究现状及发展趋势，对几种典型的气 化技术进行了性能比较以及基于AspenPlus的煤气化系统模拟，通过气化消耗指标以及经济消耗指标选择出了最优的气化工艺----HT-L航天粉煤加压气化工艺。本文建立基于HT-L航天粉煤气化炉模型，利用化工模拟软件AspenPlus对包括灰水处理在内的航天炉气化过程进行模拟，并与实际生产数据进行对比，验证模型的准确性，并分析了氧煤比，蒸汽煤比等对气化过程的影响，了解气化过程基本规律。在此基础上，对HT-L航天粉煤气化过程进行换热网络的合成，运用夹点技术对气化过程进行了系统用能分析，明确了系统消耗公用工程，揭示了工艺优化方向和节能潜力。 【关键词】：干法气流床 模拟 HT-L AspenPlus
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TQ546
【目录】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-7
• 1 绪论7-16
• 1.1 我国煤炭开发现状与煤化工发展7-8
• 1.2 国内外煤气化技术研究现状、发展趋势及主攻方向8-14
• 1.2.1 水煤浆气流床气化技术9
• 1.2.2 Shell煤气化技术9-11
• 1.2.3 GSP煤气化技术11-12
• 1.2.4 HT-L航天粉煤加压气化技术12
• 1.2.5 几种典型气化技术比较12-14
• 1.3 研究的目的和意义14
• 1.4 研究内容14-16
• 2 设计所用软件16-20
• 2.1 化工流程模拟软件Aspen Plus16-17
• 2.1.1 化工流程模拟16
• 2.1.2 化工流程模拟软件Aspen Plus16-17
• 2.2 Aspen Plus模拟软件的特点17-18
• 2.3 Aspen Plus应用功能18-19
• 2.3.1 基本功能18
• 2.3.2 高级功能18-19
• 2.4 Aspen Plus模拟方法19-20
• 3 干法气流床气化工艺的模拟及性能分析20-38
• 3.1 干法气流床煤气化技术20
• 3.2 HT-L航天粉煤加压气化技术20-22
• 3.2.1 HT-L粉煤加压气化技术工艺流程20-21
• 3.2.2 主要流程简述21-22
• 3.3 HT-L航天粉煤气化工艺模拟计算22-28
• 3.3.1 煤气化机理22-23
• 3.3.2 航天粉煤加压气化原理23-24
• 3.3.3 粉煤气流床煤气化炉模型24
• 3.3.4 气化过程的建立和简化24-27
• 3.3.5 模拟结果分析与讨论27-28
• 3.4 关键参数对于航天炉气化过程的影响28-33
• 3.4.1 氧煤比对气化性能的影响28-31
• 3.4.2 蒸汽煤比对气化性能的影响31-33
• 3.5 煤粉加压密相输送研究33-38
• 3.5.1 干煤粉加压密相输送33
• 3.5.2 HT-L粉煤气化过程的密相输送研究33-38
• 4 气化技术对比38-45
• 4.1 德士古煤气化38-40
• 4.1.1 工艺流程38-39
• 4.1.2 关键参数对德士古气化过程的影响39-40
• 4.2 Shell煤气化40-43
• 4.2.1 工艺流程40-41
• 4.2.2 关键参数对Shell煤气化过程的影响41-43
• 4.3 三种煤气化方式对比43-45
• 5 航天炉气化工段换热网络的合成与优化45-54
• 5.1 换热网络45-46
• 5.2 夹点技术46-49
• 5.2.1 温-焓图和组合曲线46
• 5.2.2 夹点的形成46-47
• 5.2.3 夹点的特性和设计原则47-49
• 5.2.4 夹点的意义49
• 5.3 基本工艺物流数据的提取49-50
• 5.4 换热网络的模拟分析50-52
• 5.4.1 气化单元50-51
• 5.4.2 渣水处理单元51-52
• 5.5 换热网络优化52-54
• 6 结论54-55
• 致谢55-56
• 参考文献56-58

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