作者/來(lái)源：胡 力，孫志剛，胡程晟（中石化寧波工程有限公司 ，浙江寧波 315103） 日期： 2018-01-26 點(diǎn)擊率：2038
摘要：利用 PRO ／ Ⅱ化工模擬軟件，對(duì)水煤漿氣化和粉煤氣化過(guò)程進(jìn)行模擬，并將模擬計(jì)算值與實(shí)際運(yùn)行值進(jìn)行比較，誤差小于 2%，模型基本可靠�？疾炝搜趺罕�、煤漿濃度以及不同載氣對(duì)氣化反應(yīng)的影響。結(jié)果表明：在合理的氣化溫度區(qū)間內(nèi)，低氧煤比有利于獲得較高的有效氣產(chǎn)量和冷煤氣效率；在有效氣產(chǎn)量相等條件下，全焦工況的氧煤比最大，摻焦次之，全煤工況最�。幻簼{濃度的增加，有助于提高合成氣中有效氣組成以及產(chǎn)量；在氣化溫度一定的條件下，氧煤比隨著煤漿濃度的增加而降低，煤漿濃度每提高 1%，氧煤比下降 1%，有效氣產(chǎn)量增加 1%；CO2作為載氣可以提高合成氣中 CO 含量以及有效氣產(chǎn)量；粉煤氣化的冷煤氣效率高于水煤漿氣化，可以達(dá)到 80%以上。
關(guān)鍵詞：水煤漿氣化 粉煤氣化 PRO ／ Ⅱ 模擬
1 概述
煤氣化是煤質(zhì)中有機(jī)質(zhì)在一定溫度及壓力下與氣化劑（如蒸汽、空氣或氧氣等）發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)， 將固體煤轉(zhuǎn)化成合成氣， 同時(shí)副產(chǎn)蒸汽、焦油、灰渣等產(chǎn)品的過(guò)程。煤氣化技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)有150 余年 ，形成了固定床 、流化床和氣流床三種技術(shù)流派［1］。其中以水煤漿或干粉煤為原料的氣流床加壓氣化是現(xiàn)代主流氣化技術(shù)。水煤漿氣化技術(shù)典型代表為 GE 單噴嘴氣化技術(shù)、多噴嘴對(duì)置式氣化技術(shù)、E-GAS 兩段氣化技術(shù)以及多元料漿氣化技術(shù)。粉煤氣化技術(shù)典型代表為 Shell 氣化技術(shù)、GSP氣化技術(shù)［2］、航天爐氣化技術(shù)及 SE-東方爐氣化技術(shù)。
2 煤氣化原理
煤氣化是一個(gè)復(fù)雜的熱化學(xué)過(guò)程，主要包括 4個(gè)轉(zhuǎn)化步驟：①煤的裂解，煤在 350~800 ℃發(fā)生快速熱裂解反應(yīng)，釋放出 CO、H2O、CH4、H2、焦油等有機(jī)揮發(fā)分，熱解速率取決于氣化溫度、壓力、煤粒大小等；②部分氧化燃燒，消耗氧產(chǎn)生熱量，為氣化反應(yīng)提供熱量，生成 CO 和 CO2；③碳的轉(zhuǎn)化 ，為吸熱反應(yīng)，將碳、CO2和H2O 轉(zhuǎn)化成合成氣（CO+H2）；④爐渣的生成和排出， 有些需加助熔劑調(diào)節(jié)爐渣黏度。依據(jù)氣化條件（溫度、壓力和煤質(zhì)等）不同，反應(yīng)程度也各不相同，氧化燃燒反應(yīng)為氣化反應(yīng)提供大部分熱量。除了上述主反應(yīng)外，煤中含有硫、氮、氯及其他有害成分，也在氣化反應(yīng)的還原性氣氛中轉(zhuǎn)化為 H2S、N2、NH3、HCN、HCl 等物質(zhì)。
通過(guò)采用 PRO ／ Ⅱ軟件對(duì)煤氣化進(jìn)行模擬，根據(jù)氣化技術(shù)特點(diǎn)，建模時(shí)需要對(duì)氣化過(guò)程進(jìn)行適當(dāng)處理，將氣化爐分解成多個(gè)單元模型，通過(guò)反復(fù)核算、改進(jìn)，建立起分別適用于水煤漿和粉煤氣化技術(shù)的計(jì)算模型。
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