水煤漿氣化反應(yīng)模擬及研究.pdf

1、本文簡(jiǎn)要介紹了合成氣生產(chǎn)規(guī)模為53萬Nm3/h的煤氣化制甲醇裝置(A項(xiàng)目)中GE水煤漿氣化工藝流程,并采用PRO/Ⅱ流程模擬軟件,定義A項(xiàng)目氣化用煤的分子表達(dá)式及相關(guān)的熱力學(xué)性質(zhì),運(yùn)用軟件中的轉(zhuǎn)換反應(yīng)器、Gibbs反應(yīng)器、氣固分離器和相平衡反應(yīng)器模塊建立了水煤漿氣化反應(yīng)的模型,并用變換反應(yīng)和甲烷化反應(yīng)的反應(yīng)平衡參數(shù)來修正計(jì)算模型,使得GE水煤漿氣化主要產(chǎn)物H2、CO、CO2、H2O等的誤差都在2.7％以下。運(yùn)用該模型分別對(duì)B、C、D三個(gè)

2、項(xiàng)目的煤氣化反應(yīng)進(jìn)行模擬計(jì)算,計(jì)算結(jié)果均與設(shè)計(jì)值基本吻合,說明這種方法能成功模擬計(jì)算水煤漿氣化反應(yīng)主要產(chǎn)物的組成。
　　 以A項(xiàng)目工藝參數(shù)為基礎(chǔ),利用水煤漿氣化模型分析了影響煤氣化反應(yīng)的各種因素,如煤質(zhì)的灰分、灰熔點(diǎn)、水煤漿濃度、原料(水煤漿和氧氣)預(yù)熱溫度等。分析結(jié)果表明:隨著氣化煤中灰分的增加,每千標(biāo)立有效氣(H2+CO)的氧耗和煤耗都隨之增加,而且增加比例基本上呈線性關(guān)系,灰分每增加1％,氧耗增加0.7％,煤耗增加1.5％

3、;氣化用煤的灰熔點(diǎn)每提高25℃,每千標(biāo)立有效氣(H2+CO)的氧耗要增加1.7％,煤耗增加0.6％;當(dāng)水煤漿濃度低于60％wt,每千標(biāo)立有效氣(H2+CO)的耗氧量和耗煤量隨著水煤漿濃度呈非線性變化;當(dāng)水煤漿濃度由60％wt提高到65％wt時(shí),每千標(biāo)立有效氣(H2+CO)的氧耗下降1.88％,煤耗下降1.05％;水煤漿進(jìn)料溫度每增加20℃,每千標(biāo)立有效氣(H2+CO)的氧耗減少1.67％,煤耗減少0.69％;氧氣進(jìn)料溫度每增加25℃,每

4、千標(biāo)立有效氣(H2+CO)的氧耗減少0.29％,煤耗減少0.12％。
　　 根據(jù)合成氣生產(chǎn)規(guī)模為53萬Nm3/h的煤氣化制甲醇裝置的計(jì)算分析結(jié)果,提出了以下優(yōu)化建議:通過選煤種、調(diào)粒級(jí)分布、加添加劑等方式來提高水煤漿濃度,當(dāng)水煤漿濃度從60％wt提高到65％wt時(shí),原料成本下降1.42億元/年。對(duì)水煤漿進(jìn)行預(yù)熱,當(dāng)水煤漿溫度從50℃提高到170℃時(shí),原料成本下降6.18億元/年;增設(shè)氧氣換熱器,當(dāng)氧氣溫度從25℃提高到175℃時(shí)