Aspen Plus煤气化

物流AIR表示 空气
物流FLUE表示烟 气
SEP1
SSPLIT
物流ASH表示 飞灰
“DEL”
5.设定全局特性：Setup Global Specification
单击NEXT 按钮,出 现提示框， 选择确定， 便出现右 边所示页 面
也可以单 击数据浏 览器按钮
因为含有常规 固体和非常规 固体，选用MI XCINC
对于像COAL和 ASH等非常规 组分，在Type 下选择
Nonconventio
利用该按钮可根据组分名、分子式、 组分类别、分子量、沸点、或CAS号查 找组分。
7.选用物性计算方法Property Methods
物性方法 的选择对 于模拟的 准确性来 说至关重 要，是模 拟的一个 关键步骤
本例选择 状态方程 方法PR-BM
在 Flowsheet 运行中不能执行数据回归
PROPERTI ES PLUS
PROPERTIES PLUS 设置运行 用 PROPERTIES PLUS 制备一个物性包，以便用于 Aspen Custom Modeler ( 以前是 SPEEDUP) 或 ADVENT、第三方商业工程程序、或你公司内部程序。你用 PROPERTIES
平衡反应器 连续搅拌釜式反应器 活塞流反应器
间歇反应器
用吉布斯最小自由能计算化 化学和/或 同时发生的相平衡和化学平衡.
学平衡和相平衡
包括固体相平衡.
连续搅拌釜式反应器
在液相或汽相下具有动力学反应的 1 相,2 相, 或 3 相搅拌釜反应器
活塞流反应器
有任何相态下具有动力学反应的 1 相,2 相, 或 3 相 活塞流反应器。带有外部冷却 剂的活塞流反应器.
用途
把多股物流混合成一股物流 混合三通，物流混合操作，添加热流 股，添加功流股
把物流分成多个流股
物流分流器，排气阀
把子物流分成多个流股
固体物流分流器，排气阀
确定热和相态条件
闪蒸器, 蒸发器, 分离罐, 单级分离罐
确定热和相态条件
倾析器, 带有两个液相的单级分离罐
确定热和相态条件
倾析器, 带有两个液相无汽相的单级分 离罐
P rope rty Estimation
独立运行的 Property Constant Estimation 当你不想在同一个运行中执行流程模拟时，用 Property Estimation 估算物性参数。
3.选用单元操作模块 Model Blocks
模型
RStoic RYield REquil RGibbs RCSTR RPlug
输入完毕后单 击NEXT按钮
对于DECOMP 模块，在Spe cification 页输入压力 和温度值
输入完毕后 单击NEXT按 钮
Yield页中的 Yield opiti on选择Compo nent yields
假定煤热解 后的产物为C、 H2、O2、N2、 S、H2O和ASH， 其中C、H2、 O2、N2、S的 含量由煤的 元素分析得 到，H2O和AS H由工业分析 得到
Run Step Stop Reinitialize Results
开始或继续计算 单步计算流程中的模块 暂停模拟计算 清除模拟结果 查看模拟结果
11.查看结果 View of Results
• 历史文件或控制面板信息
• 包括任何生成的错误信息和警告
• 在View 菜单下选择 History 或 Control Panel ,
通常只对进 料物流输入 流股信息
输入物流AIR 的流股信息
对于所有外 部物流，物 流数据只需 输入温度、 压力及气体 分率中的任 意两项就可 以了
输入物流COAL 的流股信息
Substream na me下拉框选择 NC
Composition 下拉框下选择 Mass-frac， 并在组分COAL 后输入值1， 此时激活Comp onent Attr. 栏
PLUS 必需经过许可
P rope rty Analysis
一个独立运行的 Property Analysis 当你不想在同一个运行中执行流程模拟时，用 Property Analysis 生成一个物性表、PT 曲 线、多相曲线图、和其它物性报告。
Property Analysis 可以含有物性估算和化验数据分析计算。
它是一个独立 Assay Data Analysis（化验数据分析）和生成虚拟组分的运行。 当你不想在同一个运行中执行流程模拟时，用 Assay Data Analysis 来分析化验数据
Data Regression
一个独立运行的 Data Regression（数据回归） 用 Data Regression 把 ASPEN PLUS 要求的物性模型参数与已测量纯组分、VLE、LLE 和 其它混合数据相拟合。Data Regression 可以含由物性估值和物性分析计算。ASPEN PLUS
• 查看一段报告
• 在View菜单上，单击Report • 选择你想要查看的报告部分
• 输出报告文件 • 在 File 菜单上 单击 Export • 在 Save As Type （保存类型 ）框中 选择 Report 文件 • 输入文件名 该文件可以保存到本地计算机上的任何目录中 • 选择 Save 保存报告文件
组分矢变量 组分标变量
模块标变量
在Calculator 下完成FORTRA N语句的输入
由矢变量自动生成的 变量，表示其长度
有两种方式可 以选择：Fort ran或Excel
此处选择Fort ran方式
每行只能输入一句执行语 句，且从第7列开始输入
按照右边的 输入方式完 成SEP1模块 的参数输入
间歇或半间歇反应器
反应动力学已知的间歇或半间歇反应器
单元操作模型选择依据-分离和分流
模型
Mixer
FSplit SSplit Flash2 Flash3 Decanter
Sep
Sep2
说明
物流混合器
物流分流器 子物流分流器 两股出料闪蒸 三股出料闪蒸 液-液倾析器
组分分离器
两股出料组分分 离器
目的
单击NEW按钮， 在弹出的页面 中，类型选择
Nonconvention al，名称命名 为HEAT
Parameter选 择HCOMB，单 位选择MJ/kg, 根据前面的 煤常规分析 输入发热量 的值为27.21
注意：HCOMB 是以无矿物 质基为基准 的
输入完毕后 单击NEXT按 钮
8.输入外部流股信息 External Steam
把入口物流组分分离到出口 组分分离操作，例如，当分离的详细资
物流
料不知道或不重要时的蒸馏和吸收
把入口物流组分分离到两个 组分分离操作，例如，当分离的详细资
出口物流
料不知道或不重要时的蒸馏和吸收
常用快捷键：
“CTRL+K” 改变模块图 标的形式
采用RYIELD模 型代表煤中挥 发分的分解过 程
“CTRL+M” 修改模块或 流股的名称
10.运行模拟过程 Run Project
• 从 Run菜单中选择Run 或按 Next 按钮.
－当所要求的表页全部填完时执行模拟过程. －按钮Next 将使你进入没有填完的表页中.
控制面板
状态区域,显示所执行的 模拟模块和收敛回路的 层次和顺序
信息窗口,通过显示来自 计算的最新信息而显示模 拟的进展过程
2. 碳
6. 硫
3. 氢
7. 氧
4. 氮
1. 硫化铁矿的 2. 硫酸盐 3. 有机的
1. 成分 1 2. 成分 2
: 20. 成分 20
元素分析, wt % （干基）
硫分析形式， 原煤的 wt%（干基）
一般成分分析， wt % 或 vl %
9.输入单元模块参数 Block Specifications
12.输出报告文件 Export Report
• 制定流股结果的格式
• 表格式文件（TFF）决定了流股结果的格式（顺序、标注、精度以及 其它选项）
• 可以在下述之一的位置规定TFF： 1、Results Summary Steams Material页中的Format框 2、Setup Report Options Stream页中的Stream Format框
在Description页中，可以输入一些说 明性文字，这些文字将出现在结果报 告的开头
通常情 况下，S etup表 页下的 其它地 方采用 默认值， 也可根 据需要 修改
输入完 毕后Set up标签 变成对
这两项必须输 入，可随便输 入值
6.输入化学组分信息 Components
输入组分数据。 在Component ID下输入组分 代号并按回车 键，对于常规 组分，则该组 分的其它信息 会自动显示在 后面。
根据前面提供 的煤的常规分 析数据，输入 物流COAL的相 应的工业分析、 元素分析和硫 分析数据
输入完毕后单 击NEXT按钮
属性类型
PROXANAL ULTANAL SULFANAL GENANAL
元素
描述
1. 湿气
2. 固定碳 近似分析,
3. 挥发性物质 4. 灰
wt %（干基）
1. 灰
5. 氯
输入完毕 后单击NEX
此页是对非 常规组分（C OAL和ASH） 选择物性方 法
两者的焓模 型都选择HCO ALGEN,密度 模型选择DCO ALIGT
焓模型后面 的选项代码 值依次表示 燃烧热、生
组分COAL焓模型的选项代码值选择 “6111”，ASH选择“1111”
此页是对非常 规组分（COAL） 选择物性参数， 本例是输入COA L的发热量
显示历史文件和控制面板
• 物流结果
• 包括物流条件和组成
• 对于所有物流 (/Data/Results Summary/Streams)
• 对于单个物流(在Data Browser中打开物流文件夹
选择Results 表)
• 模块结果
• 包括计算出的模块操作条件 (在Data Browser中打 开模块文件夹并选择Results 表)
对于COMB模块， 在Specificat ion页输入压 力和温度值
计算选项选择 同时计算相平 衡和化学平衡
输入完毕后单 击NEXT按钮
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
在Products页 选择Identify possible pro ducts,并在下 面输入可能的 产物
本例题定义的 可能产物为O2、 N2、SO2、SO3、 H2O、NO2 、N O、N2O、H2S、 CO、CO2
“CTRL+↑/ ↓” 改变模块/流 程图标的大
采用RGIBBS模型 代表煤的燃烧过 程
采用SSPLIT模 型代表除尘过 程
SEP1
SSPLIT
在该模型库 中选择所需 模块
4.连接流股Streams
常用快捷键：
“CTRL+B” 两相邻模块 对齐
物流COAL表示 煤
“CTRL+HOME” 中心显示
“CTRL+H” 隐藏/显示物 流或模块
AIR P=1atm
ASH
Feed=0.02cum/hr
工业分析(%)
元素分析(%)
全硫分析(％)
发热量 (MJ/kg)
Mad Vd Ad FCd Cd Hd Nd Sd Od Sp Ss So Qdaf.gr
15 45.7 9.2 45.1 67.1 4.8 1.1 1.3 16.4 0.6 0.1 0.6 27.21
实例——粉煤炉的煤粉燃烧
假定煤粉燃烧分为三个步骤：热解、燃烧和烟气除尘
T=1000℃ P=1atm
COA L
T=25℃ P=1atm Feed=1kg/hr
DE COMP
RYIELD
T=1000℃ P=1atm
DE C-P ROD
COMB
RGIBBS
COM-P ROD
SEP1
FLUE
SSPLIT
T=25℃
RBatch
单元操作模型选择依据-反应器
说明
目的
用法
化学计量反应器
规定反应程度和转化率的化 动力学数据不知道或不重要的反应器，但知
学计量反应器
道化学计量数据和反应程度
收率反应器
规定收率的反应器
化学计量系数和动力学数据不知道或不重 要的反应器 但知道收率分配
平衡反应器
化学计量计算化学平衡和相 单相和两相化学平衡，同时存在相平衡 平衡
建立模拟模型的基本步骤
1.启动User Interface 2.选用Template和运行型类型Run T
ype
我们采 用公制 单位
设置运行类型
运行类型
Flowsheet 标准 ASPEN PLUS 流程运行包括灵敏度研究和优化。流程运行可以包括物性估算、化验
数据分析、和/或物性分析。
Assay Data Analysis
在Comp.At tr页完成A SH的组分 规定
在Flowsheeti ng →Calcula tor下建立FOR TRAN模块RYIE LD来计算热解 产物的产率
定义了9个流 程变量，其中 ULT为矢量， 代表煤的元素 分析，其它为 标量，WATER 代表煤的含水 量，H2O、CAR B、HYDRGN、N