煤化工甲醇生产过程中煤气化工段模拟论文
煤制甲醇仿真实习心得体会
煤制甲醇仿真实习心得体会煤制甲醇是一种重要的化工工艺，广泛应用于能源生产和化工领域。
通过这次煤制甲醇仿真实习，我深入了解了这个工艺的原理和操作流程，并且获得了一定的实践经验。
首先，在实习开始之前，我通过学习相关的课程和资料，了解了煤制甲醇的基本原理和反应方程。
这使得我对整个工艺流程有了一个大致的了解，对后续的仿真实习起到了很好的铺垫作用。
进入实习环节后，我们首先进行了煤炭干馏的过程建模。
通过掌握干馏过程中煤炭的分解行为以及产物的组成规律，我成功地建立了一个可靠的干馏模型。
这个模型可以根据输入的煤炭性质参数，预测干馏过程中产生的气体、液体和固体产物的产量和组成。
接下来，我们进行了甲醇合成的过程建模。
这个过程主要是以合成气（一氧化碳和氢气）为原料，经过一系列反应生成甲醇。
在建模的过程中，我考虑了反应过程中的温度、压力、催化剂和反应速率等因素的影响。
通过调整这些参数，我成功地建立了一个较为准确的甲醇合成模型。
在仿真实习的过程中，我还遇到了一些挑战和问题。
例如，在建立模型时，我需要选择适当的物性模型和反应模型，以保证仿真结果的准确性。
同时，在模型运行过程中，我还需要对模型进行验证和修正，以提高模型的稳定性和可靠性。
通过这次实习，我不仅学到了理论知识，还学到了实践操作的技巧和经验。
我了解到煤制甲醇的工艺过程是一个复杂的系统工程，需要综合考虑各种因素的影响。
同时，我也意识到仿真技术在工程设计和优化中的重要性。
通过仿真实习，我可以在不同的参数条件下进行试验，并预测不同操作方案的效果，这大大提高了工程设计的效率和准确性。
通过这次实习，我还对煤制甲醇的产业前景和环境影响有了更深入的认识。
煤制甲醇是一种很有潜力的能源转换技术，可以减少对化石能源的依赖，提高能源利用效率。
然而，煤制甲醇的过程也会产生大量的二氧化碳等温室气体，对环境带来一定的影响。
因此，在煤制甲醇的生产和应用过程中，我们需要采取相应的措施来降低碳排放和减少对环境的影响。
煤气化制甲醇工艺流程
煤气化制甲醇工艺流程首先是煤气化。
煤气化是将煤炭在一定条件下加热反应,产生一种称为合成气的混合气体。
其主要反应是C+H2O→CO+H2和C+CO2→2CO。
煤气化过程中产生的合成气中主要含有一氧化碳(CO)、氢气(H2)和少量的其他气体，包括甲烷(CH4)、二氧化碳(CO2)和氮气(N2)等。
接下来是气化气净化。
由于合成气中含有一氧化碳、二氧化碳和杂质等不利于甲醇合成的成分，需要通过净化处理来达到合成气的纯度要求。
其中的主要步骤包括酸净化、吸附净化、除尘、再加热等。
通过酸净化可将一氧化碳转化为二氧化碳，吸附净化则可去除二氧化碳、甲烷等不利于甲醇合成的成分。
然后是甲醇合成。
合成气经过净化处理之后，进入合成反应器进行催化反应，将一氧化碳和氢气转化为甲醇。
甲醇合成反应一般采用铜催化剂，反应温度为200-300℃，压力为10-30MPa。
甲醇合成的反应物料比为CO:H2=1:1或2:1最后是甲醇精制。
甲醇合成后会伴随一些杂质的生成，如水、酸性成分等，需要进行精制。
常用的甲醇精制方法主要包括蒸馏顶部混合、冷凝塔降温、分组蒸馏和吸附分离等。
这些方法可以去除甲醇中的水、酸性成分以及轻质杂质。
煤气化制甲醇工艺流程的特点是可以直接从煤炭中获取能源并转化为高附加值的甲醇产品。
煤气化制甲醇工艺流程中的每一个环节都有相应的技术和设备要求，其中的关键是煤气化过程和甲醇合成反应。
在煤气化过程中，需要控制煤气化温度、压力和气化剂的选择，以及煤种的选择和处理方式等。
在甲醇合成反应中，需要选择合适的催化剂、反应温度和压力等条件。
煤气化制甲醇工艺流程具有广泛的应用前景。
通过煤气化制备甲醇可以很好地解决煤炭资源的高效利用和清洁利用问题，同时也有利于减少甲烷等温室气体的排放。
此外，甲醇产品具有广泛的应用领域，可以作为燃料、溶剂和化工原料等使用。
因此，煤气化制甲醇工艺流程在能源转化和化工产业方面具有重要的意义。
焦炉煤气制甲醇工艺模拟及优化
焦炉煤气制甲醇工艺模拟及优化
王文朝
【期刊名称】《山西化工》
【年(卷),期】2024(44)5
【摘要】焦炉煤气制甲醇传统工艺甲醇转化率低、设备能耗高、资源浪费严重、易造成环境污染,因此本文通过对传统工艺进行分析,选取了研究设备,使用Aspen Plus进行工业过程模拟,建立了较为准确的焦炉煤气制甲醇工艺模型,提出了基于副产蒸汽降级的制甲醇优化工艺,通过降低冷却剂温度至187℃,实现了甲醇产量增加3%、能量节约28.2%、收入增加5.397万亿美元/a。
【总页数】4页(P108-110)
【作者】王文朝
【作者单位】山西焦煤集团五麟煤焦开发有限责任公司
【正文语种】中文
【中图分类】TQ522.6
【相关文献】
1.焦炉煤气制甲醇关键参数的优化
2.焦炉煤气制甲醇工艺的分析及优化
3.焦炉煤气制甲醇联产合成氨结构优化与调整
4.焦炉煤气制甲醇工艺优化
5.焦炉煤气制甲醇联产合成氨结构优化与调整
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煤制甲醇主要生产工艺技术
煤制甲醇主要生产工艺技术煤炭是一种重要的能源资源，而甲醇则是一种重要的化工原料。
煤制甲醇技术是利用煤炭资源来生产甲醇的一种工艺，它具有资源丰富、成本低廉的优势，因此备受关注。
本文将介绍煤制甲醇的主要生产工艺技术。
1. 煤气化工艺煤制甲醇的第一步是将煤炭进行气化。
煤气化是指将煤炭在高温、高压或有催化剂的条件下进行热解、气化反应，生成合成气。
合成气主要由一氧化碳（CO）、氢气（H2）和少量的二氧化碳（CO2）组成。
煤炭气化可以采用多种方法，如固定床气化、流化床气化、喷射床气化等。
其中，固定床气化是最常用的方法，它具有设备简单、操作稳定等优点。
2. 合成气净化合成气中含有一些杂质，如硫化氢（H2S）、氨（NH3）、苯（C6H6）等。
这些杂质会影响后续催化反应的效果，因此需要对合成气进行净化处理。
净化的方法主要包括吸附、洗涤、催化转化等。
吸附是最常用的方法，可以利用吸附剂吸附杂质，将其去除。
3. 合成气变换合成气变换是将一氧化碳和二氧化碳转化为甲醇的关键步骤。
这一步通常使用催化剂进行，常用的催化剂有铜、锌、铝等金属催化剂。
在高温、高压的条件下，通过氢化反应将一氧化碳和二氧化碳转化为甲醇。
这个过程是一个复杂的化学反应，需要合适的反应条件和催化剂才能实现高效的转化。
4. 甲醇的分离和纯化在合成气变换后，产生的反应产物中含有甲醇、水、一氧化碳、二氧化碳等组分。
为了得到高纯度的甲醇产品，需要对反应产物进行分离和纯化。
分离的方法主要包括蒸馏、吸附、萃取等，通过这些方法可以将甲醇与其他组分进行分离。
纯化的方法则是进一步提高甲醇的纯度，常用的方法有蒸汽压降结晶法、萃取法等。
5. 甲醇的储存和运输甲醇生产后需要进行储存和运输。
甲醇具有易挥发、易燃的特性，因此在储存和运输过程中需要注意安全。
常见的储存方式有地下储罐、罐车，运输方式有管道运输、铁路运输和公路运输等。
总结煤制甲醇是一种利用煤炭资源生产甲醇的重要工艺。
它的主要生产工艺技术包括煤气化、合成气净化、合成气变换、甲醇的分离和纯化以及甲醇的储存和运输。
煤制甲醇工艺流程
煤制甲醇工艺流程
煤制甲醇是一种重要的化工产品，其生产工艺流程对于提高甲醇产率、降低生产成本具有重要意义。
煤制甲醇工艺流程通常包括煤气化、合成气净化、甲醇合成等环节，下面将对煤制甲醇工艺流程进行详细介绍。
首先是煤气化环节，煤气化是将煤转化为一种可用于合成气生产的气体混合物的过程。
煤在高温、高压和缺氧条件下，通过化学反应生成一种含有一氧化碳和氢气的气体混合物，即合成气。
煤气化过程一般分为干燥、气化和净化三个阶段，其中干燥和气化是煤气化的关键环节。
接下来是合成气净化环节，合成气中含有大量的杂质气体，如二氧化碳、硫化氢等，需要进行净化处理。
合成气净化的目的是去除杂质气体，提高合成气的纯度，以满足甲醇合成的要求。
合成气净化通常包括除尘、脱硫、脱氮等步骤，通过这些处理，可以使合成气中的杂质气体得到有效去除。
最后是甲醇合成环节，甲醇合成是利用合成气进行催化反应生成甲醇的过程。
甲醇合成反应一般采用铜锌催化剂，通过一系列催
化反应将一氧化碳和氢气转化为甲醇。
甲醇合成反应是一个复杂的化学过程，需要控制好反应条件和催化剂的选择，以提高甲醇的产率和纯度。
总的来说，煤制甲醇工艺流程包括煤气化、合成气净化和甲醇合成三个主要环节，每个环节都有其独特的工艺条件和操作要求。
通过合理设计和优化工艺流程，可以提高甲醇的产率，降低生产成本，促进煤制甲醇工艺的发展和应用。
希望本文对煤制甲醇工艺流程有所帮助，谢谢阅读。
煤气化制甲醇工艺流程
煤气化制甲醇工艺流程1.煤气化煤气化是将煤炭在高温、高压下与氧气或蒸汽等气体反应，生成煤气的过程。
常用的煤气化方法有煤气化炉燃烧气化法和煤浆气化法。
煤气化炉燃烧气化法将煤炭和空气或氧气一起在燃烧炉中燃烧，生成一氧化碳和氢气等气体。
煤浆气化法是将煤炭粉末与水混合形成煤浆，再通过加热和增压的方式进行气化反应。
2.气体净化由于煤气化产生的煤气中含有硫化物、氯化物、灰分等杂质，需要进行气体净化处理。
净化过程中主要包括高温净化、低温净化和脱硫等步骤。
高温净化是通过高温反应将硫化物、氯化物等杂质转化为硫酸和盐等易于除去的形式。
低温净化则是采用吸附剂对煤气中的杂质进行吸附分离。
脱硫是通过添加碱性物质或其它脱硫剂，将硫化氢等硫化物从煤气中除去。
3.合成气制甲醇合成气制甲醇是将煤气中的一氧化碳和氢气进行合成反应，生成甲醇的过程。
合成气经过压缩、变压吸附、变温吸附等处理后，输入到甲醇合成反应器中进行反应。
甲醇合成反应通常采用催化剂，在高温、高压下，将一氧化碳和氢气生成甲醇。
合成气制甲醇反应器的设计和控制非常重要，影响甲醇合成效率和质量。
4.甲醇纯化甲醇合成反应产生的甲醇中含有水、二甲醚、醇醚和杂质等，需要进行甲醇纯化。
甲醇纯化过程中涉及蒸馏、凝汽、吸附、除水、除杂等步骤。
首先通过蒸馏将甲醇分离，然后通过凝汽冷凝，将甲醇中的水和杂质除去。
接下来，通过吸附剂吸附除去醇醚和二甲醚等杂质。
最后使用分子筛或其他除水剂将甲醇中的水分除去。
5.甲醇储运甲醇纯化后，可以直接用于甲醇燃料或进一步加工。
甲醇需要进行储运和包装。
常见的甲醇储运方式有储罐、气体罐车和气体管道等。
储罐用来储存甲醇，气体罐车用来运输甲醇，气体管道用来输送甲醇。
总结：煤气化制甲醇是通过煤气化、气体净化、合成气制甲醇、甲醇纯化和储运等步骤，将煤炭转化为甲醇的生产过程。
该工艺流程需要综合利用各种化学反应和物理分离技术，同时控制工艺参数，以保证甲醇的产量和质量。
煤气化制甲醇技术是煤炭资源高效利用的重要途径，有助于降低对化石燃料依赖，减少环境污染，促进可持续发展。
《两段法固定床甲醇制芳烃工艺动态模拟与优化》范文
《两段法固定床甲醇制芳烃工艺动态模拟与优化》篇一一、引言随着化工技术的不断进步，两段法固定床甲醇制芳烃工艺作为一种重要的化工生产过程，其动态模拟与优化对于提高生产效率、降低能耗及环境保护等方面具有重要意义。
本文旨在通过对该工艺的动态模拟与优化研究，为实际生产提供理论支持和技术指导。
二、两段法固定床甲醇制芳烃工艺动态模拟与优化1. 动态模拟动态模拟是两段法固定床甲醇制芳烃工艺研究的重要手段。
通过建立数学模型，对生产过程中的反应机理、传热传质、催化剂性能等因素进行定量描述，进而模拟实际生产过程。
在模拟过程中，需要考虑原料的物性参数、反应条件、设备参数等因素的影响，以实现对生产过程的全面描述。
在两段法固定床甲醇制芳烃工艺中，动态模拟主要包括以下几个方面：（1）反应机理模拟：通过建立反应机理模型，描述甲醇在固定床反应器中的转化过程，包括甲醇的裂解、芳构化等反应。
（2）传热传质模拟：通过建立传热传质模型，描述反应器内的温度分布、热量传递及物质传递过程，以实现对反应条件的精确控制。
（3）催化剂性能模拟：通过建立催化剂性能模型，描述催化剂的活性、选择性及稳定性等性能，以评估催化剂对生产过程的影响。
2. 优化策略在动态模拟的基础上，可以通过优化策略来提高两段法固定床甲醇制芳烃工艺的生产效率、降低能耗及减少环境污染。
优化策略主要包括以下几个方面：（1）反应条件优化：通过调整反应温度、压力、空速等参数，优化反应条件，以提高甲醇的转化率及芳烃的选择性。
（2）催化剂优化：通过选择合适的催化剂及催化剂制备方法，提高催化剂的活性、选择性及稳定性，以延长催化剂的使用寿命及提高生产效率。
（3）设备参数优化：通过优化反应器的结构、尺寸及布置方式等设备参数，改善传热传质效果，提高反应器的生产能力及降低能耗。
（4）环保措施优化：通过采用环保措施，如废气处理、废水处理等，减少生产过程中的环境污染，实现绿色生产。
三、结论两段法固定床甲醇制芳烃工艺的动态模拟与优化对于提高生产效率、降低能耗及环境保护具有重要意义。
论如何根据实际情况来选择合适的煤制甲醇基本的工艺流程
论如何根据实际情况来选择合适的煤制甲醇基本的工艺流程【摘要】甲醇作为一种极其重要的化工原料，对我国能源结构的调整和减轻能源紧缺压力都有着极其深远的意义，本文概述了煤气化制甲醇的重要意义以及煤制甲醇基本的工艺流程并指出如何根据实际情况来选择合适的工艺流程。
【关键词】甲醇气化合成空分1.煤气化制甲醇的重要意义作为一种传统的化工原料，甲醇在化工行业中一直扮演着极其重要的角色。
随着油价的日益上涨和甲醇应用领域的不断拓展，甲醇及其衍生品的应用也越来越受到人们的重视。
在市场需求的推动下，甲醇及其衍生物的生产迎来了发展的黄金时期。
甲醇作为极其重要的一种化工原料，其下游衍生品也很丰富，这也是煤基甲醇化工可以代替部分石油化工的原因。
传统工艺上甲醇可以用来生产甲醛、合成橡胶、甲基叔丁基醚、对苯二甲酸二甲脂、氯甲烷、甲基丙烯酸甲脂、醋酸、甲胺等一系列有机化工产品。
除了传统应用，甲醇化工应用技术近期还取得了不少新的突破。
此外，甲醇制汽油（mtg）也是甲醇燃料应用的重要领域之一。
除了埃克森美孚公司的二步法mtg技术，中科院山西煤化所与化学工业第二设计院共同开发的一步法甲醇转化制备汽油技术，已在其能源化工中试基地完成中试。
与埃克森美孚公司的技术相比，国产技术具有汽油选择性高，工艺流程短，单程寿命长和催化剂稳定性等优势。
2.煤制甲醇基本的工艺及设备介绍2.1 煤炭的气化煤气化技术是煤制甲醇工艺中的关键性。
目前，国内外先进的煤气化技术主要包括：荷兰shell公司的scgp粉煤加压气化工艺、德国未来能源公司的gsp粉煤加压气化技术、美国texaco公司德士古气化工艺、德国lurgi公司的lurgi块煤加压气化工艺等，本文以德士古气化工艺为例进行气化工艺的介绍。
2.2 煤浆制备由输送系统送来的原料煤干基（<25mm）送至煤斗，经称重给料机控制输送量，进入棒磨机，并加一定量的水，并加入一定量的添加剂，在棒磨机中进行湿磨。
为了调整煤浆的ph值，还要加入一定量的碱液。
煤制甲醇生产原理
煤制甲醇生产原理煤制甲醇是一种利用煤炭作为原料，通过化学反应生产甲醇的工艺。
它是一种典型的化石能源转化为可再生能源的技术，具有重要的经济和环境效益。
煤制甲醇的生产原理主要包括煤气化、合成气制甲醇以及甲醇纯化三个步骤。
首先是煤气化过程。
煤气化是将煤利用水蒸气、氧气或空气等气体作为气化剂，在高温高压条件下进行热化学反应，将固体煤转化为可燃气体煤气的过程。
煤经过煤气化反应，产生的气体主要包括一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、氢气(H2)、甲烷(CH4)等。
其中，一氧化碳和氢气是后续制甲醇的重要原料。
其次是合成气制甲醇过程。
合成气制甲醇是指利用煤气中的一氧化碳和氢气作为原料，通过催化剂反应生成甲醇。
合成气制甲醇过程中，一氧化碳和氢气通过一系列的催化反应转化为甲醇。
合成气制甲醇的主要反应是一氧化碳与氢气生成甲醇的反应，该反应主要由甲醇合成催化剂催化进行。
其反应方程式为：CO + 2H2 →CH3OH。
甲醇合成催化剂一般使用氧化锌(ZnO)、铬(Ⅲ)氧化物(Cr2O3)等。
最后是甲醇纯化过程。
煤制甲醇通过合成气制得到后，还需要进行甲醇的纯化工艺。
甲醇纯化主要是通过蒸馏、萃取、吸附等方法进行。
蒸馏是将甲醇与其他杂质(如水、乙醇等)进行分离的方法，根据不同的汽化温度和沸点进行分馏，使得甲醇得到纯化。
萃取是利用溶剂来将甲醇与其他成分分离，常用的溶剂为乙醇、丙酮等。
吸附则是通过将甲醇气体通入固体吸附剂(如活性炭)中，从而将甲醇吸附到固体表面上以达到纯化甲醇的目的。
总之，煤制甲醇的生产原理是通过煤气化得到合成气，再通过合成气制甲醇的反应过程，最后通过甲醇纯化工艺得到纯化的甲醇。
煤制甲醇技术具有广泛的应用前景，能够提高能源利用效率，减少环境污染，并有望成为新一代可再生能源的重要来源之一。
煤气化制甲醇的重要意义及基本的工艺流程
煤气化制甲醇的重要意义及基本的工艺流程煤气化制甲醇是一种重要的化工生产过程，它可以将煤炭等固体碳质资源转化为甲醇等有机化合物，具有重要的经济价值和环保意义。
在能源资源日益紧缺的当今社会，煤气化制甲醇技术的研究和应用具有重要的意义。
煤气化制甲醇的重要意义：1. 节约能源资源：全球能源资源日益紧缺，而煤炭是一种广泛存在的资源，煤气化制甲醇可以将煤炭转化为甲醇等有机化合物，从而节约其他能源资源的使用。
2. 降低空气污染：煤气化制甲醇的过程中可以减少燃烧产生的有害气体排放，降低空气污染，有利于改善环境质量。
3. 促进区域经济发展：煤气化制甲醇项目的建设将会为当地创造就业机会，促进区域经济的发展。
基本的工艺流程：煤气化制甲醇的工艺流程一般包括煤气化、合成气净化和甲醇合成三个阶段。
1. 煤气化：煤气化是将固体碳质资源（如煤、焦炭等）转化为一氧化碳和氢气的过程。
煤气化可以通过煤气化炉进行，煤经干馏后生成的煤气，煤气中含有一氧化碳、氢气和二氧化碳等成分。
这些成分是甲醇合成的原料。
煤气化是煤气化制甲醇的第一步，也是最核心的步骤。
2. 合成气净化：合成气是由一氧化碳和氢气组成的混合气体，还有少量的二氧化碳和甲烷。
合成气净化是将合成气中的杂质去除，以保证甲醇的合成反应能够顺利进行。
3. 甲醇合成：甲醇合成是将一氧化碳和氢气进行催化反应，生成甲醇的过程。
通常采用的是低温低压的催化合成法。
催化剂一般采用铜、铅和锌等金属的氧化物或氧化物的混合物。
在甲醇合成过程中，需要考虑反应温度、压力、催化剂的选择等因素，以确保甲醇的产率和质量。
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煤化工甲醇生产过程中煤气化工段的模拟
【摘 要】煤气化工段及变换工段流程相对简单，但是在实际生
产中，其关键操作参数如气化压力、氧煤比以及变换炉的水蒸汽流
量及反应温度等参数的最优值较难确定。而对于精馏工段，其常压
塔的侧线采出位置十分重要，合理的位置可以更加高效地回收甲
醇；对于全流程的模拟，有效的使流程收敛比较困难。本文就煤气
化工段进行分析研究。
【关键词】煤化工；操作参数；气化压力；氧煤比；反应速率；
生产能力；转化率
0 引言
煤气化工段主要是将煤通过一系列物理方法制成水煤浆，然后
在气化炉中反应生成粗合成气；然后合成气进入下一工段变换工
段，经过变换反应将过量的co 反应生成h2，以调节其碳氢比；而
精馏工段则是将来自合成工段的粗甲醇经过四塔流程进行精馏，得
到高纯度的甲醇，其对最终产品的质量有着直接的影响。
1 煤气化过程原理
煤气化反应是利用气化剂和煤中的可燃物在高温下发生反应，
生成co，h2等可燃气体的过程。常用的气化剂有空气、氧气、水
蒸气等。在反应中，有别于传统煤燃烧过程中通入过量空气的做法，
在煤气化技术中，通入的空气量一般是理论空气量的1/5到1/3。
而产物则以co和h2为主，过程中只有小部分煤炭参与燃烧反应。
在气化反应过程中，煤经历了一系列复杂的物理及化学变化，
其中包括：干燥、热裂解、焦在氧气、水蒸气、二氧化碳、氢气、
甲烷、一氧化碳等气体中的气化与燃烧等。反应速率及程度取决于
温度、压力、煤种和由气化炉决定的停留时间、传质传热条件等的
影响。
煤气化过程中包括以下主要反应：
放热反应：c+o2→co2
c+■o2→co
吸热反应：c+h2o→co+h2
c+co2→2co
变换反应：co+h2o→co2+h2
总体来看，煤气化过程是一个强吸热过程，从热力学和动力学
角度进行分析，高温有利于气化反应的进行。而气化反应又是个体
积增大的过程，所以增加压力会使化学平衡向相反的方向移动，但
是增加压力可以提高反应速率，增加生产能力，因此应该综合分析
对各方面的影响。
2 气化炉模拟模型
2.1 texaco气化炉工作原理
气化工段采用texaco水煤浆气化技术。texaco气化是一种水煤
浆进料的加压喷流床气化工艺。
texaco水煤浆气化炉在四周装有耐火砖衬以承受高温高压，采
用95%的o2作为气化剂，操作压力很高，属于增压喷流床气化，气
化炉由喷嘴、气化室和激冷室等组成。其中喷嘴有三个通道，工艺
氧气走一、三通道，水煤浆走二通道。texaco气化炉的上半部分是
气化区；下半部分是煤气冷却区。在高速氧气流的作用下，水煤浆
通过顶部的喷嘴被完全破碎、雾化，并喷入气化炉。然后，在炉内
受到耐火衬里的高温辐射下，迅速预热，并依次经历水分蒸发、煤
的干馏、挥发物裂解、燃烧及炭的气化等物理化学过程。最后，生
成主要成份为氢气、一氧化碳、水蒸汽、二氧化碳等的合成气。热
的合成气和熔渣从气高温反应区向下进入煤气冷却区，合成气经过
冷却后进入下一单元。
2.2 texaco气化炉模型的假设
利用 aspenplus模拟软件建立texaco气化炉模型时的假设条
件：
1）煤浆和气化剂在炉内瞬间完全混合；
2）煤中的h、o、n、s完全转化为气相；
3）气化炉内无压力降，且压力恒定；
4）煤中的灰分为惰性物质，在气化过程中不参与反应；
5）水煤浆中的煤粉颗粒温度均匀，无梯度；
6）所有气相反应速度都很快，且达到平衡。
2.3 texaco水煤浆气化炉模型
在模拟时，将气化炉用三个模块进行模拟，分别是ryiekl反应
器、rgibbs反应器和sep分离器。ryield收率反应器是具有规定
反应程度和转化率的化学计量反应器模型，它的作用是将煤分解为
水、灰份和单元素分子s、o2、n2、c、h2等，并将裂解热传入rgibbe
模块中。在这里利用calculator应用模块使各元素的转化率与煤
的元素分析数据相对应。rgibbs模块是平衡反应器模型，它利用
gibbs自由能最小原理实现化学平衡和相平衡，计算得到气化炉出
口温度及主要组成。sep模块对气化炉的出口产物进行气-固分离。
2.4 气化炉的模拟方法
本模拟中，流股类别设定为mcincpsd；煤（coal）和灰分 （ash）
定义为非常规组分（nononconventional）。在非常规组分固体性质
中选择煤及灰分的焓和密度计算模型。分别选用常用煤的焓模型
（hcoalgen）与密度模型（dcoaligt）。在煤的焓模型选择栏中，
option codes value下的heat of combustion要手动输入为6，
即将hcomb设定为user input value，其它数值取默认值1。灰分
的焓模型及密度模型均选择默认值1。
此外，在properties/paramcters/pure component下面需要新
建目标heat，选择类型为hcomb，并输入数值来规定煤的发热量。
3 流程介绍
煤浆与高压氧气按照一定的氧煤比进入气化炉，在高温高压下
反应而产生合成气（co、h2、co2等）。氧气通过烧嘴的中心管和外
环管，煤浆通过烧嘴的中环进入气化炉。
煤中的灰份在高温下熔融，熔渣与热合成气一起离开气化炉燃
烧室从反应室顺流向下进入气化炉下段激冷室，被激冷水淬冷后合
成气温度降低至约223℃。熔渣迅速固化并产生大量蒸汽，被水蒸
汽饱和并夹带少量飞灰的合成气从激冷室上部合成气出口排出。气
体与从喷嘴喷出的洗涤水混合，完全润湿夹带的固体颗粒后进碳洗
塔t01，再沿下降管进入底部水浴内。碳洗塔为板式塔，合成气穿
过水层，固体就沉入水中。而后送至变换工段。
4 模拟结果及分析
模拟中选用的煤的特性数据见表1和表2。
表1 工业分析
表2 元素分析
煤气化段出口物流模拟结果及其与实际物流数据的比较见表3。
关键组分的相对误差都小于3%。可见，本文所建模拟流程良好地表
达了实际的生产过程。并且可以在此基础上对关键操作参数进行分
析。
下面，对气化工段主要操作参数做灵敏度分析：
（1）气化压力的影响
在其它条件保持定值的情况下，改变气化压力，模拟结果如表4
所示。从表中可以看出，对整个煤气化反应体系而言，由于温度比
较高，气化压力在2mpa以上变动时对煤气化反应几乎没有影响。
但对于实际生产过程，气化压力提高，单位时间可获得的气体量增
加，产能相对有所增加。所以气化压力应略大于2mpa。
表4 气化温度及各组分组成随压力变化分布
（2）氧煤比的影响
其它条件保持定值的情况下，改变氧煤比，模拟结果如图1：
图1 氧煤比对气化温度的影响
氧煤比的增加，就意味着氧气流量的增加，从而导致燃烧反应
量的增加，进而气化炉温度升高。气化炉温度升高，使气化反应加
剧。然而，因为氧气流量的增加，加快了燃烧反应，使co和h2更
多的被烧掉了，但是co和h2的绝对量是增加的，所以提高了粗煤
气热值和碳转化率。随着碳的燃烧反应，co2的量也有所增加，水
蒸汽含量也增加了，所以h2和co的含量相对降低，co2和h2o的
含量升高。因此，虽然气化温度的升高使气化反应加剧了，但是有
效气体成分却减少了。
如图1和图2可见，随着氧煤比的增加，煤的气化温度升高，
煤气中的有效气体含量（co+h2）先升高后降低，并且拐点对应的
最佳氧煤比为0.62。
4 结束语
本文对煤气化工段建立的流程模拟良好地表达了实际的生产流
程，并通过分析解决了生产中遇到的问题。其成果可以总结为几点：
4.1 煤气化工段模拟结果与实际检测值吻合良好；
4.2 为保证较高的碳转化率和产能，气化炉操作压力应略大于
2mpa；
4.3 氧煤比应在0.62左右。
【参考文献】
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[责任编辑：王静]