TBCFB低階煤梯級(jí)利用及含酚廢水處理工藝的模擬.pdf

1、三塔式循環(huán)流化床（TBCFB）作為一種新型的流化床裝置，由下行床、鼓泡流化床、提升管三部分組成，分別完成煤的熱解、氣化以及燃燒過程。該技術(shù)的最大特點(diǎn)是將吸熱反應(yīng)（熱解、氣化）和放熱（燃燒）反應(yīng)結(jié)合起來，并利用固體熱載體將放熱反應(yīng)產(chǎn)生的熱輸運(yùn)到吸熱反應(yīng)所在的反應(yīng)器中，提供其反應(yīng)所需的熱量。本文利用Aspen plus軟件強(qiáng)大的物質(zhì)數(shù)據(jù)庫以及熱力學(xué)模型對三塔式循環(huán)流化床運(yùn)行過程中的熱量平衡和物料平衡進(jìn)行分析。由于相關(guān)熱態(tài)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的缺乏，需要

2、對反應(yīng)器溫度進(jìn)行假設(shè)，具體如下：
　　1.下行床反應(yīng)器內(nèi)，熱載體的進(jìn)口溫度為1100℃，出口溫度為900℃，原料的進(jìn)口溫度200℃，熱解半焦的溫度為650℃；
　　2.鼓泡流化床反應(yīng)器內(nèi)，熱載體進(jìn)口溫度900℃，出口溫度850℃，半焦出口溫度850℃，水蒸氣進(jìn)口溫度800℃；
　　3.燃燒反應(yīng)器中，熱載體和半焦的進(jìn)口溫度850℃，氧氣進(jìn)口溫度100℃，出口溫度是1100℃。
　　分析結(jié)果表明，當(dāng)半焦作為循環(huán)熱載體

3、時(shí)，半焦與煤顆粒的最優(yōu)比例為6.5:1，當(dāng)石英砂作為循環(huán)熱載體時(shí)，石英砂與煤顆粒的最優(yōu)比例為12.5:1。當(dāng)?shù)碗A煤的處理量為100kg/h時(shí)，鼓泡流化床氣化工藝需要水蒸汽氣化劑的量為5.4kg/h，提升管燃燒工藝需要氧氣50kg/h。經(jīng)過計(jì)算，熱解焦油的產(chǎn)率為20.5％，熱解氣的產(chǎn)率為52.8%，半焦為26.7%；其中，7%的半焦用于氣化工藝，93%的半焦用于燃燒工藝。
　　在三塔式循環(huán)流化床的后續(xù)流程中不可避免地需要處理含酚廢水

4、。本文以苯酚為代表，利用Aspen plus V7.3軟件模擬滲透汽化-分級(jí)冷凝（PVFC）技術(shù)處理含酚廢水的工藝過程。結(jié)果表明在-8℃冷凝溫度下，可以得到純度為80.6%的苯酚（模擬值），回收率為97.23%。利用Aspen plus中自帶的物性分析工具來繪制苯酚/水的相圖，發(fā)現(xiàn)其在280Pa的低壓條件下近似呈“直角三角形”，根據(jù)Antoine方程計(jì)算，苯酚、水在此低壓下的飽和蒸汽壓分別為3.16Pa和334.8Pa，而苯酚、水的實(shí)際