煤基甲醇-直接還原鐵多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的初步研究.pdf

1、煤基甲醇-直接還原鐵多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)借助于系統(tǒng)集成和過(guò)程耦合，能夠?qū)崿F(xiàn)物質(zhì)和能量在化工和直接還原鐵系統(tǒng)之間的優(yōu)化配置，可以有效地提高能源的綜合利用水平，減少化石燃料的消耗，在節(jié)能減排的發(fā)展環(huán)境下前景廣闊。
　　本文借助多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)集成原則思路，以Shell粉煤氣化為龍頭，融合甲醇合成和直接還原鐵系統(tǒng)，將化工系統(tǒng)和冶金系統(tǒng)有機(jī)的耦合成煤基甲醇-直接還原鐵多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。應(yīng)用化工流程模擬軟件Aspen Plus對(duì)空分、煤氣化、水煤氣變換、低溫甲醇

2、洗、甲醇合成、硫回收以及直接還原鐵等主要單元進(jìn)行建模模擬與分析。
　　基于化學(xué)能和物理能梯級(jí)利用理論側(cè)重從熱力學(xué)角度對(duì)多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行集成與優(yōu)化研究，建立以相對(duì)節(jié)能率為多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)集成與優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)。首先通過(guò)模擬計(jì)算與分析，比較分產(chǎn)系統(tǒng)和直接還原鐵-甲醇聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的性能，計(jì)算出單產(chǎn)甲醇的能耗為41.68GJ/t，直接還原鐵的能耗為12.7 GJ/t，直接還原鐵-甲醇串聯(lián)聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)相對(duì)節(jié)能率為5.66%，表明聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)較分產(chǎn)系統(tǒng)比節(jié)能效果明

3、顯。簡(jiǎn)單分析了能量在聯(lián)產(chǎn)和分產(chǎn)系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)移和分布情況，指出煤基甲醇-直接還原鐵多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)能耗降低的主要內(nèi)部原因是甲醇合成過(guò)程中所產(chǎn)生的馳放氣和尾氣被充分利用。
　　結(jié)合多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)高度靈活的特點(diǎn)，模擬計(jì)算了煤基直接還原鐵-甲醇多聯(lián)產(chǎn)串聯(lián)型和并聯(lián)型系統(tǒng)，結(jié)果表明兩種串聯(lián)工藝的節(jié)能率分別為5.59%和5.66%，在并聯(lián)系統(tǒng)中通入直接還原側(cè)和甲醇側(cè)的合成氣分流比分別為0.25、0.5和0.75，與此相對(duì)應(yīng)的相對(duì)節(jié)能率分別為2.85%、5.