基于ASPEN PLUS的煤气化模拟与有效能分析
ASPEN_PLUS入门教程_煤气化
•PIPE 单段管线压降
•VALVE 阀压降ห้องสมุดไป่ตู้
•SCFRAC 简算法多塔精馏
•PETROFRAC 石油炼制分 馏塔
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单元操作模型及其主要功能
固体处理器 用户模型 流控制器
•USER 有限进出流股
•MULT 乘法器 •DUPL复制器 •CLCHNG 流股复类器 •SELECT 物流选择器 •ANALYZER 物流分析器 •QTVEC 热负荷控制器 •USER2 无限进出流股 •HIERARCHY 分层结构 •CYCLONE 旋风分离器 •RSP静电除尘器 •FABFL纤维过滤器 •VSCRUB文丘里涤气器 •CRUSH破碎机 •SCREEN筛选机 •HYCYC水力旋风分离器 •FILTER转鼓过滤器 •CFUGE离心过滤器 •SWASH 固体洗涤器 •CCD 逆流倾析器 •CRYSTALLIZER 结晶器 •DRYER 干燥器
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单元操作模型（Block） 物性方法（Property Method）
单元操作模型及其主要功能
热交换器 分离器 混合器和分流器 •MIXER 通用混合 •HEATER 通用加热 器 •HEATX 热交换器 •MHEATX多股物流 的热交换器 •HETRAN管壳式换 热器 •AEROTRAN空冷式 换热器 •HxFlux热传递计算 •HTRIXIST 与HTRI 的接口
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ASPEN PLUS的优势
可以模拟电解质系统
许多公司已经用Aspen Plus模拟电解质过程，如酸水汽提、苛性 盐水结晶与蒸发、硝酸生产、湿法冶金、胺净化气体和盐酸回收 等。 Aspen Plus提供Pitzer活度系数模型和陈氏模型计算物质的活度系 数，包括强弱电解质、盐类和含有机化合物的电解质系统。这些 模型已广泛地在工业中应用，计算结果准确可靠。
基于AspenPlus软件的煤气化过程模拟评述
收稿日期 : 2010 - 05 - 18 作者简介 :刘 永 (1982 - ) ,助理研究员 ,现从事煤化工工程咨询工作 ,电话 : 0351 - 4065237 - 804, Email: yongliu@ sxicc. ac. cn。
·26·
H ENAN
河南化工 CHEM ICAL
说 ,气流床模型最接近于实际值 ,流化床次之 ,而固 用于烃加工 、燃烧 、石化等工艺过程的计算 ,适用体
定床由于反应温度低 ,反应产物复杂 ,难以利用平衡 系为非极性或弱极性的组分混合物 ,如烃类 、CO、
自由能最小原理进行准确计算 ,致使结果最差 。 2. 1 组分规定
CO2、H2 等轻气体 。在实际应用中 ,在同一种模型上 使用这两种方程分别计算 ,计算结果并无大差别 。
的 密 度 和 焓 的 工 作 的 模 型 : HCOALGEN 与 DCOAL IGT,需要模拟者输入各项的工业分析数据 、 元素分析数据和硫分析数据来完成计算 。数据输入
述 。国内也存在这样的问题 ,涉及到模型建立的文 献相当少 ,且数据不完整 。
表 1 A spen Plus软件构建的各型气化炉模型计算结果
均是以气流床为主 ,如 Shell、GE - Texaco、GSP 等 。 气流床气化炉反应温度高 ,速度快 ,碳转化率高 ,杂 质少 ,模拟结果较接近于实际结果 ,尤其是干粉进料 的气流床气化炉 。国外一些部门如 DOE、普林斯顿 大学等在进行 IGCC、FT合成 、化学链燃烧等煤炭清 洁转化技术的概念设计 、能效研究以及可行性研究
2. 76 20. 0943 19. 97
1. 784
1. 90
4. 34
0. 5195 0. 374 13. 170 13. 32
AspenPlus煤气化解读
T=25℃ P=1atm Feed=0.02cum/hr
ASH
工业分析(%)
Mad 15 Vd 45.7 Ad 9.2 FCd 45.1 Cd 67.1
元素分析(%)
Hd 4.8 Nd 1.1 Sd 1.3 Od 16.4
全硫分析(％)
Sp 0.6 Ss 0.1 So 0.6
发热量 (MJ/kg) Qdaf.gr 27.21
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
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采用RYIELD模型 代表煤中挥发分的 分解过程
常用快捷键：
“CTRL+K” 改变模块图标的 形式 “CTRL+M” 修改模块或流股 的名称 “CTRL+↑/↓” 改变模块/流程图 标的大小 方向键移动模块 图标的位置
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此页是对非常规组 分（COAL）选择 物性参数，本例是 输入COAL的发热 量 单击NEW按钮，在 弹出的页面中，类 型选择 Nonconventional， 名称命名为HEAT
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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
对于COMB模块， 在Specification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
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在Products页选择 Identify possible products,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 、NO、N2O、 H2S、CO、CO2 输入完毕后单击 NEXT按钮
基于 Aspen Plus 软件的磨煤干燥过程模拟与分析
（ ２ ）
Ｃ ＯＮ Ｖ一 （ Ｈ２ Ｏ Ｉ Ｎ— Ｈ２ ００ ＵＴ） ／（ １ ０ ０ 一 Ｈ２ ０ ０Ｕ Ｔ） （ ３ ）
式 中：Ｃ ＯＡＩ Ｉ Ｎ， 湿 煤 粉 的 质 量 流 量 ； Ｃ ＯＡＬ ＯＵＴ， 出 口 物 流 中 煤 粉 质 量 流 量 ； Ｈ２ ＯＩ Ｎ，湿煤 粉 中水 含 量 ；Ｈ２ Ｏ ＯＵＴ，干 煤 粉 中水 含量 ；Ｃ ＯＮＶ，干燥模 块 中煤粉 转化 成水 的 转 化 分率 。
ｇｕ ｉ ｄ ａ ｎｃ ｅ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈｅ ｅ ｎｇ ｉ ｎｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｎｄ ｍａ ｎｕｆ ａ ｃ ｔ ｕｒ ｉ ｎ ｇ ｏ ｐｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ： ｃ ｏ ａ 【ｇ ｒ ｉ ｎｄ ｉ ｎｇ；ｄ ｒ ｙｉ ｎｇ ｐ ｒ ｏｃ ｅ ｓ ｓ；Ａｓ ｐ ｅ ｎ Ｐｌ ｕ ｓ；ｓ ｉ ｍｕｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
ｇ ａ ｓ ， ｃ ｏ ｍｂ ｕ ｓ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｉ ｒ ， ｄ ｉ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｉ ｒ ａ ｎ ｄ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ｉ ｔ ｙ ， ｅ ｔ ｃ ． Ｏｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｄ ｒ ｙ ｉ ｎ ｇ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｃ ｏ ｕ ｌ ｄ ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｄ ｅ
被 热惰 性气 体带 入旋 转分 离器 ，粗颗 粒被 分进
图 １ 磨 煤 及 干 燥 工艺 流 程 框 图
入煤 粉袋式 除尘 器 ，煤粉 和惰 性气体 在袋 式 除尘 器 中进行 气 固分 离 ，合 格 的粉煤 送 人 下 游 工序 ，
周春 平 ，甘 丹 。 ， 严 应群
［ １ ．惠生工程（ 中国） 有限公司 ，湖北 武汉 ４ ３ ０ ０ ７ ３ ；２ ． 航 天 科 工 武 汉 磁 电有 限责 任 公 司 ，湖 北 武 汉
Aspenplus在煤气化过程模拟中的应用
１．３ 模型建立
煤气化 模 拟 模 型 不 是 单 一 的 单 元 操 作 模 拟，而 是 利 用 ＡｓｐｅｎＰｌｕｓ中的各单元操作模型模拟气化炉中气化经历的各个 过程的组合。一般所采用的模块有 ＲＹｉｅｌｄ、Ｓｅｐ、ＲＳｔｏｉｃ、Ｍｉｘｅｒ、 ＲＧｉｂｂｓ和 Ｓｐｌｉｔｔｅｒｓ等。将煤的气化过程［２］假定为两个独立过 程：裂解过程和气化过程。主要以 ＲＹｉｅｌｄ（收率反应器）将煤分 解成 Ｃ、Ｈ２、Ｎ２、Ｏ２、Ｃｌ、Ｓ和 灰 渣，建 立 煤 气 化 的 裂 解 过 程。 ＲＧｉｂｂｓ反应器是以 Ｇｉｂｂｓ自由能最小原理的反应器模型用来 模拟气化炉中发生的各个反应，ＲＳｔｏｉｃ也可用来模拟煤的裂解 过程，采用以反应热力学为基础平衡模型，具有一定的通用性。
１．２ 煤的定义方法
煤是多种有机物 和 无 机 物 的 混 合 物，组 成 极 其 复 杂，无 法 直接定义其组分，一般需要以所模拟气化的实际原料煤进行工 业分析、元素分析、硫 形 态 分 析 为 基 础 将 煤 的 组 分 定 义 为 常 规 组分（在 ＡｓｐｅｎＰｌｕｓ中能查到的有确定分子式的物质）和非常 规组分（灰渣，飞灰，煤等混合固体）。定义非常规组分时固体 性质模型中的焓模型一般采用 ＨＣＯＡＬＧＥＮ模型，密度模型一 般选用 ＤＣＯＡＬＩＧＴ。
１ 煤气化模型的建立 １．１ 煤气化模拟的前提条件
实际煤气化过程中有多种反应同时发生，多种相态同时存 在，情况复杂，并且其中存在许多不可控与未知因素。因此，为 了能研究煤气化的一般规律和影响因素，在模拟流程建立之前 一般需要先做如下假设［１］：
（１）气化模型处于稳定状态； （２）气流床粉煤与气化剂瞬间均匀混合； （３）模型包含气化炉发生的所有过程：干燥、干馏、氧化和 还原等； （４）气相反应速度时间可忽略不计，瞬间平衡； （５）惰性组分不参与任何反应； （６）以平推流为气固两相的流动模型。 需要指出的是模拟不同类型的气化炉所做的假设有所不 同。
AspenPlus软件应用于煤气化的模拟
４．１ 热力学方程 用 ＡｓｐｅｎＰｌｕｓ 软件计算时， 一般将所涉及的组
分分为常规组分和非常规组分两大类。 对于常规组分， 包括常规固体组分 （ 即组成均
匀 ， 有 确 定 分 子 量 的 固 体 ） ， 用 ＲＫ－Ｓｏａｖｅ 方 程 计 算 物质的相关热力学性质。ＲＫ－Ｓｏａｖｅ 方程多半用于气 体加工、炼油等工艺过程的计算。适用的体系为非极 性 或 弱 极 性 的 组 分 混 合 物 ， 如 烃 类 及 ＣＯ２、Ｈ２Ｓ、Ｈ２ 等轻气体。该方程尤其适用于高温、高压条件， 如烃 类加工、超临界萃取等。本文将要计算的流化床煤气 化工艺是在高温、高压下进行的， 气化产生的组分多 为轻气体， 因此 ＲＫ－Ｓｏａｖｅ 方程是比较适合本工艺 过程的。
aspenplus软件模拟气流床气化反应能够合理预测煤气中关键组分的浓度但对ch等微量组分的计算结果不理想对气化中产生的污染物scosnox量的预测也依赖于煤热裂解产物分布的关联而cpd模型的计算结果中没有aspenplus软件模拟操作条件的改变对气化性能的影响计算结果比较符合实际可用于指导生参考文献coalgasificationsimulationusingaspenplussoftwarelinliabstract
３ 气流床粉煤气化的热力学模型
热力学模型主要是通过联立求解化学反应平衡 方程、质量能量平衡方程得到煤气组成的一种方法。 吴学成等从化学动力学的角度， 结合化学平衡， 建立 了气流床的气化动力学模型 ， ［１－２］ 该模型考虑了煤热 解和气化所经历的各反应过程， 模型计算结果与实 验实测数据吻合较好。项友谦根据物料平衡、能量平 衡和化学平衡的原理， 建立了粉煤加压气化的平衡 组成计算模型［３］， 并用 ４ 种方法进行求解， 该模型比 较适用于硫化床和气流床。Ａ．Ｐ．Ｗａｔｋｉｎｓｏｎ 建立了气 化 炉 的 平 衡 模 型［４］， 用 以 预 测 气 化 产 物 组 成 及 气 化 炉的产物分布， 模型主要包括 Ｃ、Ｈ、Ｏ、Ｎ、Ｓ 元素的 质量平衡， ４ 个主要反应的平衡以及能量平衡。模型 对多个煤种进行模拟计算， 并与多种商业气化炉的 文献值进行比较， 计算结果与气流床尤其是干煤进 料的气流床吻合程度较好， 流化床次之。
基于Aspen plus的煤气化链式燃烧整体联合循环模拟研究
华中科技大学硕士学位论文基于Aspen plus的煤气化链式燃烧整体联合循环模拟研究姓名：张倩申请学位级别：硕士专业：热能工程指导教师：柳朝晖2011-01-08华中科技大学硕士学位论文摘要人类活动产生温室气体CO2的最大来源是煤、石油和天然气等化石燃料燃烧，所以研究这些化石燃料的充分利用和CO2零排放对能源和环境都有着非常重要的意义。
本文以水煤浆为燃料，NiO/NiAl2O4为氧载体，基于Aspen plus软件对新型煤气化链式燃烧联合循环系统进行研究，实现燃煤发电的高效近零排放。
针对以水煤浆为燃料，氧载体为NiO/NiAl2O4，基于Aspen plus软件对新型煤气化链式燃烧联合循环系统按照模块化分析方法对其中的增压气流床水煤浆气化炉、CLC(化学链燃烧)、GT(燃气轮机)、HRST(余热锅炉)汽水循环分别建模研究。
分别讨论选取气化部分主要参数----气化压力和温度及水煤比，CLC部分主要参数----燃料反应器温度、最小载氧体的质量，由此得出各部分优化的运行条件和参数。
将上述煤气化、链式燃烧和联合循环三部分耦合后，实现了对该系统的整体模拟。
讨论分析了空气反应器温度、补燃温度、冷却空气率等关键参数对系统性能的影响规律。
伴随AR温度T AR的上升，系统效率下降(约0.76个百分点)，补燃率下降，烟气中CO2的捕集率上升，CO2的排放量减小（约80g/kWh）。
伴随补燃温度的上升，系统净效率上升，补燃率上升，CO2捕集率降低。
伴随冷却空气量的增大，系统的效率呈降低的势头，CO2排放量略有降低，大约1.7%。
在各部分优化的运行工况下，得到系统主要的性能技术指标。
结果表明得系统净效率达到39.9%LHV，CO2捕集率为93.2%，CO2排放量为132.7 g/kWh。
与氧载体为Fe2O3/MgAl2O4时的系统、超超临界系统、IGCC系统相应参数进行对比，化学链燃烧联合循环系统在CO2捕集方面有着巨大的优越性，效率也较高。
ASPENPLUS反应器的模拟与优化解读
ASPENPLUS反应器的模拟与优化解读ASPEN Plus是一种流程模拟软件，广泛应用于化工工程、能源工程等领域。
它可以帮助工程师通过建立模型和进行仿真，预测和优化化工流程。
在化工生产过程中，反应器是一个重要的组件，ASPEN Plus能够进行反应器的模拟和优化解读，从而帮助工程师改进反应器的设计和操作条件，提高生产效率和产品质量。
首先，ASPEN Plus可以帮助工程师建立反应器的模型。
在ASPENPlus中，用户可以选择适当的反应器模型，如气相反应器、液相反应器、固相反应器等。
然后，用户可以输入反应器的物理和化学性质的数据，如反应器中的反应物浓度、反应速率常数、活化能等。
根据这些数据，ASPEN Plus可以进行数值求解，得到反应器中物质的浓度、温度、压力等参数的变化情况。
接下来，ASPEN Plus可以进行反应器的仿真。
在仿真过程中，ASPEN Plus可以帮助工程师分析反应物的转化率、选择性和产率等重要指标。
通过改变反应器的操作条件，如温度、压力、进料流量等，工程师可以观察到这些指标的变化情况。
如果仿真结果与实际情况相符，工程师可以进一步进行优化解读。
最后，ASPEN Plus可以进行反应器的优化解读。
优化是指通过改变操作变量，使得一些目标函数达到最优的过程。
在反应器中，可以将产物收率、能耗、废料生成量等作为目标函数，通过改变反应器的操作变量，如反应温度、催化剂用量等，使目标函数最优化。
ASPEN Plus提供了多种优化算法，如遗传算法、模拟退火算法等，可以自动最优解。
通过ASPEN Plus的模拟与优化解读，工程师可以获得以下信息和结果：1. 反应器的性能评估：ASPEN Plus可以帮助工程师评估反应器的表现，如转化率、选择性和产率等。
这些信息对于确定反应器的效果并进行性能改进至关重要。
2. 最优操作条件：通过优化解读，ASPEN Plus可以帮助工程师确定反应器的最佳操作条件，如温度、压力、进料流量等。
基于Aspen Plus软件的燃煤烟气脱碳系统
基于Aspen Plus软件的燃煤烟气脱碳系统本文将介绍基于Aspen Plus软件的燃煤烟气脱碳系统。
燃煤烟气脱碳技术是减少二氧化碳等大气污染物排放的关键技术之一。
脱碳技术可采用碱液吸收法、活性炭吸附法、膜分离法等多种方法，但碱液吸收法是最为普遍的一种方法。
本文将介绍基于Aspen Plus软件的碳酸钠吸收法脱碳系统。
首先，在Aspen Plus软件中建立物料流程图，该系统包括燃煤锅炉、除尘器、SO2吸收器和脱碳吸收器等部分。
其中，燃煤锅炉是煤燃烧释放烟气的来源，烟气经过除尘器去除颗粒物后，进入SO2吸收器。
这一阶段主要是利用碱液吸收SO2，并在此过程中生成硫酸钠。
随后，烟气进入脱碳吸收器，利用碳酸钠溶液吸收CO2，生成碳酸钠。
最后，再经过氢氧化钠吸收器进一步净化，去除残留SO2，并通过尾气治理设备排放。
接下来，需要为化学反应建立热力学模型。
碳酸钠吸收CO2反应公式为：CO2(g)+Na2CO3(aq)→NaHCO3(aq)该反应为放热反应，需要热量计算。
在Aspen Plus中设定反应器后，输入反应物的进料流量和组成，系统可计算出放热情况和反应物质量平衡。
为了更准确地模拟整个系统，还需要设置最佳操作条件。
这可以通过调节几个关键参数来实现，包括流量、浓度等。
通过时间驱动的仿真，可以为各个部分设定最佳操作条件，进而提高系统产量和效率。
最后，需要进行系统优化，以尽量减少能耗和净化成本。
优化方案包括增加碱液浓度、减少脱碳吸收器温度等。
Aspen Plus软件可以对不同方案进行评估，系统将自动计算不同方案的成本效益，并根据结果确定最佳方案。
在完成以上步骤后，可以对整个系统进行性能评估。
通过Aspen Plus软件，可以评估系统的排放减少程度和能源消耗情况，并根据数据结果做出相应的优化调整。
总之，基于Aspen Plus软件的燃煤烟气脱碳系统，可实现对烟气的净化和捕捉二氧化碳的功能，具有相当的实用性和经济性。
基于Aspen Plus的煤炭空气部分气化联合循环发电系统模拟
第47卷第9期热力发电V ol.47 No.9基于Aspen Plus的煤炭空气部分气化联合循环发电系统模拟叶超1，王勤辉1，俞利锋2，方梦祥1，唐健2，骆仲泱1（1.浙江大学能源清洁利用国家重点实验室，浙江杭州310027；2.华电国际电力股份有限公司浙江分公司，浙江杭州310016）［摘要］煤炭空气部分气化联合循环发电技术采用循环流化床反应器作为气化炉和燃烧炉，煤由给料装置送入气化炉中与空气发生反应，产生燃气然后送入燃气轮机中发电；反应剩余的半焦则送入循环流化床燃烧炉中燃烧发电。
本文采用甘肃华亭煤为设计煤种，利用Aspen Plus软件对煤炭空气部分气化联合循环发电技术进行模拟研究，得出了空气煤比、碳转化率对气化温度、燃气组分、燃气热值、气化效率、发电效率等因素的影响。
结果表明：随着空气煤比的增大，气化温度升高，燃气热值、发电效率及气化效率降低；随着碳转化率增大，燃气的热值提高，气化效率及发电效率均增加；系统发电效率随着碳转化率增加而增加，然而当碳转化率大于80%时，发电效率的增加幅度大幅减小，因此将碳转化率选为80%较为合适，此时的发电效率约为57%，这相较于现有的煤粉燃烧发电系统有极大的提高。
［关键词］煤炭；部分气化；联合循环发电；循环流化床；Aspen Plus［中图分类号］TQ523.6 ［文献标识码］A ［DOI编号］10.19666/j.rlfd.201711129［引用本文格式］叶超, 王勤辉, 俞利锋, 等. 基于Aspen Plus的煤炭空气部分气化联合循环发电系统模拟[J]. 热力发电, 2018, 47(9): 63-68. YE Chao, WANG Qinhui, YU Lifeng, et al. Simulation of combined-cycle power system of coal/air partial gasification based on Aspen Plus[J]. Thermal Power Generation, 2018, 47(9): 63-68.Simulation of combined-cycle power system of coal/air partial gasificationbased on Aspen PlusYE Chao1, WANG Qinhui1, YU Lifeng2, FANG Mengxiang1, TANG Jian2, LUO Zhongyang1(1. State Key Laboratory of Clean Energy Utilization, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China;2. Huadian Power International Corporation Limited Zhejiang Branch, Hangzhou 310016, China)Abstract: Combined-cycle power generation technology of coal/air partial gasification uses the circulating fluidized bed (CFB) reactor as a gasifier and a combustion furnace. Coal is fed into the gasifier by the feed device and reacts with the air to produce gas which is then sent to the gas turbine for power generation. And the remaining semicoke is then fed to the circulating fluidized bed combustion furnace for combustion and power generation. This study uses Gansu Huating coal as design coal. And a simulation study on combined-cycle power generation technology of coal/air partial gasification is conducted by using Aspen Plus. The effects of air-coal ratio, carbon conversion rate on factors such as gasification temperature, gas composition, gas calorific value, gasification efficiency and power generation efficiency are studied. The results show that, when the air-coal ratio increases, gasification temperature increases and the gas calorific value, power generation efficiency and gasification efficiency decreases. Both the gasification efficiency and power generation efficiency increases when the carbon 收稿日期：2017-11-10基金项目：国家重点研发计划项目(2016YFE0102500-05)Supported by：National Key Research and Development Program(2016YFE0102500-05)第一作者简介：叶超(1991—)，男，主要研究方向为固体燃料转化技术，11327071@。
基于Aspen Plus的煤制气甲烷化过程的有效能分析
大学化学化工学院 ， ８ ３ ０ ０ ４ ６ 乌鲁 木 齐 收 稿 日期 ： ２ ０ １ ７ － ０ ２ ～ １ １ ； 修 回 日期 ： ２ ０ １ ７ － ０ ３ — １ ４
摘 要
黄 雪莉 。 马凤 云 ’
基 于 Ａｓ ｐ ｅ ｎ Ｐ ｌ ｕ ｓ流 程 模 拟 软 件 ， 针 对 煤 制 气 甲烷 化 过 程 所 需 的 反 应 段 数 、 能 效 及 操
作条件 之 间的 匹配进行 计算研 究． 确 定 了一段 、 两段 和三段 甲烷 化 工 艺生成合 格产 品 气的可操 作 区
热， 工 艺释 放 的有 效 能处 于 中等 水平 ； 对 于三段 甲烷 化 工 艺， 第一段 循环 比在 ０ ． ８ ３以 下即可 生成合
格 的产 品 气 ， 操 作 条件 可调 节 范 围较 广 ， 同时工 艺释 放 的有 效能 处 于较 高水 平． 关键 词 煤制 气 ， 甲烷 化 ， Ａｓ ｐ ｅ ｎ Ｐ ｌ ｕ ｓ ， 有效能， 反 应段数
释 放 的理 论 有 效 能 ； Ａ ｎ（ Ｃ Ｈ ） 为 甲 烷 化 过 程 生 成
域， 同 时指 出 了不 同工艺 提供有 效 能 的水平 状况 ．
ＣＨ 的物 质 的量流 率．
＊ 国家 高 技 术 研 究 发 展 计 划 （ ８ ６ ３ ） 项 目（ ２ ０ １ ５ ＡＡ０ ５ ０ ５ ０ ２ ） ． １ ）硕 士 生 ； ２ ）实 验 师 ； ３ ）博 士 、 教授 、 博士生导师（ 通信作者） ； ４ ）博 士 、 教授 、 博士生导师 ， 新疆煤炭 洁净转化与化工过 程重点实验 室， 新 疆
净有 效能 ， 由于反 应压力 基本 不变 ， 循环 压缩 机能耗
较小 ， 忽 略不计 ． 计 算公 式如 下 ：
基于Aspen_Plus的循环流化床工业气化炉模拟
2018年第37卷第5期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS·1709·化 工 进展基于Aspen Plus 的循环流化床工业气化炉模拟刘忠慧1，2，于旷世1，张海霞1，朱治平1，2（1中国科学院工程热物理研究所，北京 100190；2中国科学院大学，北京 100049）摘要：循环流化床煤气化炉在工业应用过程中，由于试验煤种及操作条件的多样性，通过试验法优化操作过程所需周期较长、成本较大。
因此以大量工程数据为边界条件，基于Gibbs 自由能最小化原理，利用Aspen Plus 对气化过程进行模拟，通过灵敏度分析，研究了单因素氧煤比、蒸汽煤比、气化压力、空气/蒸汽预热温度变化对气化指标的影响；并运用正交实验，研究了以上4种因素共同作用的结果。
研究结果表明：氧煤比增加使有效气（CO+H 2）含量、冷煤气效率先增加再减小，并在0.45～0.50kg/kg 时取得最大值；蒸汽煤比增加使煤气热值和气化温度减小，对有效气含量基本没有影响；气化压力增加使煤气热值和气化温度增加；空气/蒸汽预热温度增加使气化温度、有效气含量、冷煤气效率增加，煤气热值减小。
通过正交实验综合分析，氧煤比和空气/蒸汽预热温度对气化指标的影响较为显著，两者对气化指标的影响趋势基本一致；蒸汽煤比主要影响煤气热值，而气化压力主要影响比氧耗，对其他指标影响较小。
关键词：循环流化床；优化；Aspen Plus ；灵敏度分析；正交实验中图分类号：TQ546 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2018）05–1709–09 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2017-1493Simulation of industrial circulating fluidized bed gasifier by Aspen PlusLIU Zhonghui 1，2，YU Kuangshi 1，ZHANG Haixia 1，ZHU Zhiping 1，2（1Institute of Engineering Thermophysics ，Chinese Academy of Sciences ，Beijing 100190，China ；2University of ChineseAcademy of Sciences ，Beijing 100049，China ）Abstract ：In the process of industrial circulating fluidized bed gasification ，experimental research is time-consuming and cost-consuming due to the diversity of coal types and operating conditions. A circulating fluidized bed gasifier model was developed by Aspen Plus based on Gibbs free energy minimization. The boundary conditions of the simulation were set in terms of existing industry data. Different factors in gasification process were investigated ，including oxygen-coal ratio ，stream-coal ratio ，gasification pressure and air/stream preheating temperature. The orthogonal experiments were used to study the interactive effect of the four factors. The results showed that the gasification product （CO+H 2） content and cold gas efficiency increase first and then decrease with oxygen-coal ratio increasing. The optimal range of oxygen-coal ratio is 0.45—0.50kg/kg. The gas heating value and gasification temperature decrease with the increase of stream-coal ratio. However ，the gasification product content is hardly affected by stream-coal ratio. The gas heating value and gasification temperature increase with gasification pressure increasing. The gasification temperature ，gasification product content and cold gas efficiency increase with air/stream preheating temperature increasing ，while gas heating value decreases with air/stream preheating temperature increasing. The oxygen-coal工艺模拟与优化。
基于Aspen+Plus的粉煤气化模拟
ｉｎ ｕｓｉｎｇ
ｐｒｏｃｅ鹞ｆ撕ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ
ｇ聃ｔｏ ｔｍＩＩｓｐｏｒｔ ｔｈｅ ｐｕｌｖｅｒｉ扰ｄ ｃｏａｌ
ｔｈｅ Ｃ０２ ｇ鹪ｔｏ饥ｍｓｐｏｒｔ ｔｈｅ ｐｕＩｖｅｒｉｚｅｄ ｃｏａｌ Ｆｅｎｉｌｉ扯。ｐｌ锄ｔ鹪ｔｌｌｅ
表ｌ选用的关联模型
热力学函数 燃烧热 标准生成焓 热容 关联模型 Ｂｏｉｅ关联 燃烧热基础上的关联 Ｋｉｍｖ关联 ２５×１０５ Ｐａ，２９８．１５
ｐｒｏｐｅｒ哆ｕｎｄｅｒｄｉｆ｝ｂｒｅｎｔ叩ｅ增ｌｉｎｇ
ｃｏｎｄｉｔｉ彻ｓ ｗ鹅８ｔｕｄｉｅｄ，ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｉｎｄｉｃａｔｅ８ ｔｌｌａｌ ｉｎｃｒｅ酗ｉＩｌｇ ｔｌＩｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ柚ｄ ｔｈ。ｐ明叫ｌ＿ｅ ｃ粕ｍａｌ【ｅ ｔＩＩｅ ｇ鹪ｍｃａｔｉ咖ｐｒｏｃｅ鹪ｔｏ ｂｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｅｄ．
万方数据
・１６・
化肥设计
２００８年第４６卷
由能最小化原理的反应器，在同时考虑热损失 （Ｑｈ）的前提下求得气化炉的出口组成（粗合成 气、Ａｓｈ）和温度。 煤气化的模拟流程见图ｌ。模拟过程中Ｃｏａｌ、 Ａｓｈ定义为非常规（Ｎｃ）组分，生成的粗合成气包括
ＣＯ、Ｈ２、Ｃ０２、ＣＨ４、Ａｒ、Ｎ２、Ｈ２Ｓ、ＣＯＳ、Ｈ２０、０２、ＨＣｌ、
和污染物的排放呤Ｊ。Ａｓｐｅｎ Ｐｌｕｓ是一种通用的化工 过程模拟、优化和设计软件，在物料和热量平衡、相 平衡、化学平衡及反应动力学基础上，Ａｓｐｅｎ Ｐｌｕｓ提 供了大量的物性数据、严格的热力学估算模型库和 丰富的过程单元模型库，可用于各种类型的过程工 业流程的模拟。在提供了可靠的热力学数据流程
１煤气化过程分析 从流体特征的角度来说，Ｓｈｅｌｌ煤气化炉可分为 特征各异的５个流动区——射流区、撞击区、撞击
基于Aspen Plus的煤制气甲烷化过程的有效能分析
基于Aspen Plus的煤制气甲烷化过程的有效能分析穆雪刚;刘娜;黄雪莉;马凤云【期刊名称】《煤炭转化》【年(卷),期】2017(040)004【摘要】基于Aspen Plus流程模拟软件,针对煤制气甲烷化过程所需的反应段数、能效及操作条件之间的匹配进行计算研究.确定了一段、两段和三段甲烷化工艺生成合格产品气的可操作区域,同时指出了不同工艺提供有效能的水平状况.结果表明:对于一段甲烷化工艺,通过较大循环比及对外移热控制一段反应器出口温度在267℃以下,可得到合格的产品气,但工艺释放的有效能较低;对于两段甲烷化工艺,在一定操作条件下可以得到合格的产品气,但需较大的循环比或对外移热,工艺释放的有效能处于中等水平;对于三段甲烷化工艺,第一段循环比在0.83以下即可生成合格的产品气,操作条件可调节范围较广,同时工艺释放的有效能处于较高水平.%Relationships among the reaction stages,energy efficiency and operating conditionswere studied for coal-to-gas methanation using Aspen Plus.The operable area and the level of energy efficiency were determined for one and two and three stage methanation processes producing qualified gas.The results show that the qualified product gas can be obtained for one-stage process of methanation only when the outlet temperature of reactor is below 267 ℃ through large recycle ratio and heat duty,but the available energy that process releases is at a low level.For two-stage process of methanation,the qualified product gas can be obtained in certain conditions that recycle ratio or heat duty are larger,but the available energy that process releasedis at a middle level.For three-stage process of methanation,the qualified product gas is obtained when recycle ratio is below 0.83.At the same time,the operating conditions can be adjusted in a wider range and the available energy that process releases is at a high level.【总页数】5页(P30-34)【作者】穆雪刚;刘娜;黄雪莉;马凤云【作者单位】新疆煤炭洁净转化与化工过程重点实验室,新疆大学化学化工学院,830046 乌鲁木齐;新疆煤炭洁净转化与化工过程重点实验室,新疆大学化学化工学院,830046 乌鲁木齐;新疆煤炭洁净转化与化工过程重点实验室,新疆大学化学化工学院,830046 乌鲁木齐;新疆煤炭洁净转化与化工过程重点实验室,新疆大学化学化工学院,830046 乌鲁木齐【正文语种】中文【中图分类】TQ546;TQ018【相关文献】1.基于Aspen Plus的甲烷化过程计算 [J], 王思远;张海涛;房鼎业;应为勇;李涛2.煤制气甲烷化过程能量利用评价方法比较 [J], 孙丽萍;刘月娥;朱文坚;张静;鲍喜军;黄雪莉;3.煤制气甲烷化反应过程析碳热力学研究 [J], 徐艳丽;朱文坚;穆雪刚;张静;鲍喜军;黄雪莉4.煤制气甲烷化过程能量利用评价方法比较 [J], 孙丽萍;刘月娥;朱文坚;张静;鲍喜军;黄雪莉5.煤制气甲烷化过程能量的理论分析 [J], 穆雪刚;党燕青;谢永刚因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于aspen plus的煤气化模拟与有效能的分析
ｍｅ ａｃｔｕａｌ ｆｉｘｅｄ ｂｅｄ ｏｆ ｔｌｌｅ ｃｏａｌ ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ．
，ｎｌｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｍｏｄｅｌ ｉｓ ａｐｐｌｉｅｄ ｔ０ ｉ１１Ｖｅｓｔｉｇ疵ｍｅ ｅ彘ｃｔ ｏｆ ｍｅ舢吼ｂｅｒ ｏｆ ＲＣＳＴＲｓ ０ｎ
ｃａｒｂｏｎ ｃｏＩⅣｅｒｓｉｏｎ锄ｄ ｏｕｔｌｅｔ ｔｅｍｐｅｒａ：ｔＬｌｒｅ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔＳ ｓｈｏｗ ｔ１１ａｔ ｃａｒｂｏｎ ｃｏｎＶｅｒｓｉｏｎ ａｒｌｄ ｏｕｔｌｅｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｒｅ ｃＩｏｓｅｒ ｔ０ ｔｌｌｅ ａＣｔＩｌａｌ ｄａ舰埘也Ⅱｌｅ ｉｌｌｃｒｅａＬｓｅ ｏｆ ｍ蚰ｂｅｒ ｏｆ
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Ａｂｓ臼ａｃｔ
（ＣＷＳ ｃｏｎＣｅｎｎ．ａｔｉｏｎ）ｏｎ吐屺ｏｕｔｌｅｔ ｔｅｍｐｅ锄山．ｅ锄ｄ ｇ觞ｃｏｎｌｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｄｉ航ｒｅｎｔ
据文献［５］报道，我国能源利用效率仅为２９％，比国际先进水平约低１０个 百分点，而煤炭的利用效率更低，只有１９％左右。作为一个煤炭产出和消费大 国，使煤炭资源能够得到更加科学合理的利用尤为重要。国家发改委发改产业 【２０１１］６３５号文件明确指出，新上的煤化工项目必须核算从煤炭开发到终端使用 全周期的能源转换效率，并与其他转换加工方式进行科学比选和评估，全周期
aspenplus模拟煤气化合成氨
aspenplus模拟煤气化合成氨
煤气化合成氨是最常用的工业氨生产工艺，而使用适用的建模软件，如Aspen Plus，可以帮助研究人员实时预测和评估相关参数，从而实现更加有效和绿色的工艺设计。
煤气化合成氨的模拟过程采用Aspen Plus 工艺模拟软件，根据数据，建立模型并实时优化，以获得更好的性能。
煤气化合成氨模拟的步骤：
（1）选择相应的模型：在Aspen Plus 中，选择馏分模型模型以及相应的定律，以确定给定的煤气成分，如烷烃、烷烃、芳烃，以及烟气中油气组成的溶剂，然后可以进行相应的计算。
(2)计算：采用Aspen Plus软件计算给定混合物的热和流体性质，包括湿物理、热力学和流体力学，以及它们与合成氨反应的位置与条件。
(3)模拟：模拟煤气化合成氨过程中反应器的工作条件，根据计算结果，对实验参数和工艺参数进行精确的运算及估算。
(4)优化：根据模拟的结果，调整实验参数和工艺参数，以实实在在的优化效果，最终获得高能量效率的氨合成工艺。
基于ASPENPLUS平台的干煤粉加压气流床气化性能模拟
第37卷 第7期2003年7月西 安 交 通 大 学 学 报JOU RNAL OF XI AN JIAOT ONG U N IV ERSIT YVol.37 7Jul.2003基于ASPEN PLUS平台的干煤粉加压气流床气化性能模拟徐 越,吴一宁,危师让(西安交通大学能源与动力工程学院,710049,西安)摘要:基于ASPEN PLUS平台,提出了加压气流床气化炉的性能模拟方法.该方法利用ASPEN PLUS的图形化建模工具,与传统的煤气化过程计算方法相比,可以实现快速编制模拟煤气化过程的模拟软件,并可将气化过程与整体煤气化联合循环(IGCC)发电系统的优化设计过程整合.利用输入语句和计算模块的灵活性,可以对不同的煤种进行计算.计算结果表明,该计算方法可以比较好地预测干粉加压气流床的气化性能,为气化炉的性能模拟提供了依据.关键词:整体煤气化联合循环;煤气化;模拟计算中图分类号:T K471 文献标识码:A 文章编号:0253 987X(2003)07 0692 03Simulation of the Performance Based on AS PEN PLUS for Dry Feed Entrained Flow Coal Gasification of Entrained Bed GasifierX u Yue,W u Yining,Wei Shirang(School of Encrgy an d Pow er Engineering,Xi an Jiaotong Universi ty,Xi an710049,China)Abstract:Based on ASPEN PLUS,a comput simulation model for dry feed entrained flow coal gasification is de pared w ith the com putational method of conventional gasification,this model can realize quick edit of simulation softw are to simulate gasification process,and integ rate optimization design of gasification process w ith integrated g asification combined cy cle(IGCC)generation system.Also,by using the flex ibility of inputting sentence and computed module,this model can facilitate the calculation of a w ide variety of coals.It is show n that the model is suitable for predicting the performance of the dry feed entrained flow coal gasification of en trained bed gasifier.Keywords:integrated gasif ication combined cycle(I GCC);coal gasif ication;simulation整体煤气化联合循环(IGCC)发电技术是煤洁净、高效利用的重要途径,其中煤的气化技术是实现这一途径的重要基础.为了对煤气化过程进行深入的了解,并对气化炉运行进行优化控制,自20世纪60年代开始,国内外的研究者作了大量的研究工作,给出了与之相对应的气化炉数学模型.准确预测气化炉出口的煤气组成和温度,对于IGCC发电系统的优化设计是一项基础性的工作.由于ASPEN PLU S过程模拟平台能够进行包括简单和复杂工艺过程的稳态过程模拟,它现在已经成为模拟化学工程、发电工程和其他工艺过程的有力工具,因而被广泛应用于上述领域内的流程设计和模拟.利用AS PEN PLUS可以快速编制煤气化过程的模拟软件,可以与IGCC发电系统的优化设计过程整合,并可以灵活地输入语句和计算模块.针对干煤粉加压气流床气化工艺的特点,结合与之相对应的ASPEN PLUS反应器模块,构建气化炉工艺流程计算模型并进行验证性计算,对IGCC电站的系统设计收稿日期:2002 10 29. 作者简介:徐 越(1968~),男,博士生;危师让(联系人),男,教授,博士生导师. 基金项目:国家 八六三 计划资助项目(2001AA522020).与优化具有重要意义.1 气化炉气化过程典型的干粉加压气流床气化炉的工艺过程如下:煤经过干燥和制粉处理,制成合格的煤粉;利用高压氮气经喷嘴将煤粉输送到气化炉中,与氧气和水蒸气一起在气化炉中进行反应.在气化炉中,首先是煤中挥发分的析出和燃烧过程,其温度达到1 500~2000 以上,然后进入半焦反应区.由于气化反应温度很高,煤气中不含焦油等高碳氢化合物.反应区的炉衬通过水冷壁冷却,同时产生高温高压蒸汽.从气化炉排出的液态渣在集渣器的水槽中冷却,再用碎渣机破碎后排出.粗煤气在进入气化炉上部的煤气冷却器前,采用除尘后的冷煤气进行急冷,使热煤气中夹带的熔融态灰渣凝固,以免它们沾结在煤气冷却器的管壁上.经过急冷后的煤气进入煤气冷却器冷却,并在其中产生高压和中压蒸汽.被冷却后的煤气进入陶瓷过滤器除尘,除尘后的煤气进入下面的脱硫工艺流程,含碳的飞灰经飞灰再循环系统返回气化炉.气流床气化的复杂工艺过程可以分成三部分,即热解及挥发分燃烧、半焦燃烧气化反应和气化还原反应[1].1.1 热解及挥发分燃烧由于温度很高,煤粉加热的速度极快,煤粉中的残余水分快速蒸发,同时也由于煤热分解的速度大大高于煤粉的燃烧及气化反应速度[2],水分蒸发与煤热解挥发分的析出占总气化反应的时间极短,且二者几乎同时析出[3],因此目前大部分气化模型将水分蒸发过程与挥发分析出过程一起考虑.煤粉颗粒发生快速热分解[4]反应的方程式如下煤C H O N S +V(1)式中:V代表煤中的挥发分,它的主要成分包括: CO、H2、CH4、CO2、H2O、N2、HCN、COS、焦油等;C H O N S 代表半焦, 代表灰分,下标 、 、 、 、 分别表示C、H、O、N、S元素的原子数.在富氧气及高温条件下,挥发分中的可燃成分发生气相燃烧反应,生成CO2和H2O,并放出大量的热量维持煤粉继续热解及气化,反应方程如下V+O2CO2+H2O(2)1.2 半焦燃烧和气化反应半焦与氧气发生燃烧反应生成CO和CO2,同时产生大量的热量供半焦与水蒸气和CO2进行反应,反应方程如下[1]C H O N S +-2-2- O221-1CO+2-1 CO2+2- H2O+ H2S+2N2+ (3)C H O N S +( - )H2OCO+- +2- H2+ H2S+2N2+ (4)C H O N S + CO22 CO+ H2O+2- - H2+ H2S+2N2+ (5) 1.3 气化还原反应除了上述反应外,还会有气化还原反应发生,主要的气化还原反应方程如下C+2H2CH4(6)CO+H2OCO2+H2(7)CH4+H2OCO+3H2(8) H2S+CO2COS+H2O(9)CO2+H2H2O+CO(10) 气化还原反应的种类很多,除了式(6)~式(10)外,还会有其他一些反应发生.在利用传统的气化炉计算方法的时候,如果将所有的反应都计算,会使计算非常复杂.因此,通常只会考虑其中的一些反应,而忽略大部分反应,但利用ASPEN PLUS对气化炉的性能进行计算时,就有可能将气化炉内所有可能的反应考虑在内.冷煤气效率是描述气化炉性能的关键参数之一,定义如下c=气化生成的煤气化学能气化用煤的化学能100%2 ASPEN PLU S建模ASPEN PLUS[5]模块编程流程图如图1所示.建模的假设条件[6,7]为:(1)气化炉处于稳定运行状态,所有的参数不随时间发生变化;(2)气化剂与煤粉在炉内瞬间完全混合;(3)煤中的H、O、N、S、Cl全部转为气相,而C 随条件的变化不完全转化;(4)气化炉内的压力相同,无压力降;(5)原煤中的灰分为惰性物质,在气化过程中不693第7期 徐 越,等:基于ASPEN PLUS平台的干煤粉加压气流床气化性能模拟参与反应;(6)煤粉的颗粒温度均匀,无梯度;(7)所有的气相反应速度都很快,而且达到了平衡.在用ASPEN PLUS 建立模型时,用到的主要反应器模块包括:RYield 、RGibbs 和RStoic.表1列出了上述反应器所需要的参数和输入变量以及模块的应用范围.除了反应器模块外,在气化炉模拟中还应用了CYCLONE 、FSPLIT 、HEATER 、M IXER1、M IXER2、COM PR 等模块.CYCLONE 是用在气化炉出口将煤气中的固体颗粒分离的模块;FSPLIT 是用来将一股物流分成多股的模块;HEATER 是换热器模块,用来模拟煤气冷却器等存在热量交换的设备.M IXER1、M IXER2是混合模块,用来模拟混合与急冷过程;COM PR 是压缩模块,用来模拟煤气压缩机.另外,在流程模拟中还加入了产率函数的Fortran 语句块F1,以及收敛条件DS1和DS2.在气化过程中考虑的反应物包括:C 、CO 、CO 2、O 2、H 2、N 2、Ar 、H 2O 、H Cl 、Cl 2、H 2S 、S 、H CN 、COS 、NH 4、SO 2、CH 4、煤、灰分.表1 气化炉建模时所需的反应器模型反应器模块输入变量应用范围RY ield压力p 、温度T 、产率函数F(y )对已知反应产物的分布比例、未知反应动力学模型的化学反应器进行计算.根据用户设定的化学反应当量来计算各种反应产物的流量.RG ibbs压力p 、温度T 或压力p ,热量Q用以模拟计算单相化学平衡,或对并行的多组分进行相平衡和化学平衡计算,对应着当反应平衡时系统的自由能量最小来进行反应计算.这个模块不需要进行化学反应计算,特别是对于多流体项的情况,可以在没有化学反应式的情况下确定项平衡.RSto ic压力p 、温度T 、平衡常数X 、反应方程式模块用来计算特定反应的反应产物和计算反应热值.图1所示是用ASPEN PLUS 编程的流程图,图中的每一个方块都代表相应的ASPEN PLU S 模块.这些模块集成了气化炉的计算模拟程序,只要在各个模块中输入相应的输入数据,程序运行后就可以得到气化炉出口的煤气成分.应用ASPEN PLUS 中的模型分析工具Sensitivity 就可以对不同气化条件下气化炉的气化特性进行分析.图1 ASPEN P LU S 模块编程流程图3 模拟计算为验证本文所述的气流床气化模型,对2种煤的气化性能进行了模拟计算.计算的煤种为Pitts burgh No.8煤和Gottelborn 煤.2种煤的试验值取自48t/d Prenflo 示范装置的试验结果.模拟计算结果与试验结果汇总在表2中,从表中的数据可以看到,计算值与试验吻合得比较好,这说明了本文所述的加压气流床气化模型能比较好地模拟干粉加压气流床气化炉的性能.表2 48t/d Prenflo 气化炉示范装置的模拟计算结果气化性能参数Pittsburgh No.8煤试验值计算值Gottelborn 煤试验值计算值(CO 2)/%3 733 7271 901 784 (CO)/%59 5959 72758 3358 666 (H 2)/%26.0025 92226 1825 936 (N 2)/%9.969 82313 3213 170 (H 2S)/%0 720.6790.270.280 (CH 4)/%0.0190.095 (H 2O)/% (CO S)/%0.0690.028 (HCN)/% 2.14 10-35.72 10-3(HCL )/%0.0280.028(NH 4)/% 4.65 10-36.69 10-3p /M Pa 2.4 2.4 2.4 2.4T / 1315.481258碳转化率/%999999.399.3冷煤气效率/%77.577.3681.881.60(下转第706页)合信号进行白化处理,结果如图3所示.从图上可见其分布主要集中在对角线上,为明显的偏态分布.用文中提出的改进算法搜索其最佳旋转角度,经过旋转后的信号效果如图4、图5所示.4 结 论本文提出了一种基于独立分量分析的改进搜索最佳旋转角度的算法,只需少量计算,不经过迭代即可将具有偏态分布的混合信号成功分离.然而,也应看到ICA方法从理论上尚待进一步完善,它的合理应用也有许多限制条件,因此很多问题有待于进一步探讨研究.参考文献:[1] Comon P.Independent component analysis:a new concept[J].Signal Processing,1994,36:287~314.[2] Bell A J,Sejnow ski T J.A n infor mation maximization approach to blind separation and blind deconvolution[J].N eural Computation,1995(7):1129~1159.[3] L ee T W,G irolami M,Sejnowski T.Independent component analysis using an extended infmax algor ithm formix ed sub g aussian and super gaussian sources[J].Neur alComputation,1999,11(2):417~441.[4] Giannakis G,Inouye Y,M endel J M.Cumulant basedidentification of multichannel moving average models[J].I EEE Automat Control,1989,34:783~787.[5] G aeta M,L acoume J L.Source separ at ion without a priorknow ledge:the max imum likelihood solution[A].EUSIPCO Conf,Barcelona,1990.[6] Cardoso J F.Sources separation using higher order moments[A].International Confer ence on Acoustic,Speechand Signal Processing,Glasgow,1989.[7] A apo Hyvarinen,Er kki Oja.Independent component analysis:algorithms and applications[J].N eural N etworks,2000,13:411~430.(编辑 管咏梅)(上接第694页)4 结 论(1)ASPEN PLUS可以比较方便地编制煤气化过程的模拟软件.(2)建立的气化炉性能模拟软件能够对干煤粉气化炉的性能进行比较准确的模拟.(3)本气化模拟软件为今后IGCC电站的热力性能分析系统的建立奠定了基础.参考文献:[1] N i Q Z,W illiams A.A simulatio n study on the performance of an entrained flow coal gasifier[J].Fuel,1995,74(1):102~110.[2] U bhayakar S K,Stickler D B.Rapid devolatilization ofpulverized coal in hot combustion gas[A].16th Symposium on Combustion,Pittsburgh,PA,1976.[3] 岑可法,倪明江,骆仲泱,等.循环流化床锅炉理论设计与运行[M].北京:中国电力出版社,1998.317.[4] M errick D.M at hemat ical models of the thermal decomposition of coal[J].Fuel,1983,62(5):534~570. [5] Aspen T echnology Company.ASPEN PL U S UserGuide:volume1~3[Z].Cambridg e,U SA:A spenT echnolog y Company,1999.[6] 项友谦.煤气化过程热力学平衡过程的理论计算[J].煤气与热力,1986(1):4~9.[7] Watkinson A P,Lucas J P,L im C J.A prediction ofperformance of commercial coal g asifiers[J].Fuel,1991,70(4):519~527.(编辑 王焕雪)。
基于Aspen Plus的粉煤气化模拟
基于Aspen Plus的粉煤气化模拟张宗飞;汤连英;吕庆元;章卫星;何正兆;毕东煌【期刊名称】《化肥设计》【年(卷),期】2008(46)3【摘要】以Aspen Plus为模拟工具,选择反应平衡模型,并应用Gibbs自由能最小化方法建立了Shell粉煤气化模型;通过对神华、沾化和天碱煤种的气化模拟,对建立的模型进行了检验,结果表明:用N2输送粉煤的气化过程能够很好地模拟,而用CO2输送粉煤的气化过程模拟偏差较大.以沾化煤种为例,检验了气化炉散热损失取煤总热值约2%的合理性;研究了不同操作条件下的气化性能,结果表明:提高温度和压力可使气化过程得到强化.【总页数】6页(P14-18,26)【作者】张宗飞;汤连英;吕庆元;章卫星;何正兆;毕东煌【作者单位】中国五环化学工程公司,湖北,武汉,430223;中国五环化学工程公司,湖北,武汉,430223;中国五环化学工程公司,湖北,武汉,430223;中国五环化学工程公司,湖北,武汉,430223;中国五环化学工程公司,湖北,武汉,430223;中国五环化学工程公司,湖北,武汉,430223【正文语种】中文【中图分类】TQ422.6【相关文献】1.基于Euler-Lagrangian方法的GSP粉煤气化过程数值模拟 [J], 李平;张悦;李壮楣;刘择一;桑磊;王晓翔2.利用Aspen Plus对粉煤气化与水煤浆气化过程的模拟分析 [J], 张晓光;苏丽;王志欣;冯盛丹;李平3.基于CFD模拟的多喷嘴粉煤气化炉渣屏熔渣分布分析 [J], 林雯;李宣军;车飞4.利用Aspen Plus对GSP粉煤气化过程的模拟分析 [J], 张悦;李平5.基于Aspen Plus的二甲苯分离塔模拟优化及应用 [J], 李佳峻;李宏光;王朝阳因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于ASPEN PLUS煤链式燃烧的过程模拟
基于ASPEN PLUS煤链式燃烧的过程模拟作者：戴武军来源：《中国化工贸易·上旬刊》2017年第08期摘要：根据载氧体CaAlFe的实验结果，用Aspen Plus构建煤链式燃烧模型，通过燃烧模型的构建，对以CaAlFe为载氧体的煤链式燃烧中试装置提供物料衡算及能量衡算参考，同时，通过煤链式燃烧模型对产品组分进行优化，探寻不同的工艺参数对不同煤链式燃烧过程的影响。
关键词：煤链式燃烧；载氧体；Aspen Plus1 前言20世纪80年代，德国科学家Richter等提出化学链燃烧的概念，该技术具有非常高的能量利用率，没有NOX等污染物的排放。
自1983年德国科学家提出置换燃烧原理以来，欧美日等发达国家研究机构以天然气（CH4）、氢气（H2）以及煤气化合成气（CO+H2+CH4）为气体燃料，对各种类型的金属载氧体的氧化还原特性开展了大量的研究工作随后在该技术的基础上又发展了化学链重整制氢技术（CLR）、水蒸气代替空气的化学链制氢过程（CLH）、以燃煤为燃料的混合燃烧-气化化学链制氢技术（HLG）。
近几年，全球对化学链载氧体制备合成气技术研究较为关注，该技术具有投资成本低，应用范围广（如煤炭、化工和电力行业等），适用煤种多（尤其是高硫、高灰分、高灰熔点的煤种），同时能耗低、污染小等优点。
开展煤炭化学链载氧体制备合成气技术的研究，优选出适用于煤炭化学链燃烧的载氧体，积累煤炭化学链载氧体制备合成气技术经验，对于开发高效、超洁净特点的煤气化技术具有重要意义。
兖矿水煤浆气化及煤化工国家工程中心研究公司在2009年开始对煤链式燃烧的研究，并于2015年完成了以CaAlFe为载氧体的工艺开发，在整个工艺开发过程中，根据实验数据及分析结果，通过Aspen Plus对工艺流程进行建模，探索该工艺过程中的组分变化及工艺参数优化。
2 原理介绍化学链技术原理就是利用化学中间媒介（例如载氧体）将给定的化学反应分解为两个或两个以上的化学反应，并分别在不同的反应器中进行，以达到能量的梯级利用和CO2等污染物控制的目的。
基于Aspen Plus的地下煤气化平衡模型建模与优化分析
基于Aspen Plus的地下煤气化平衡模型建模与优化分析张骏驰;吕存彬;张龙
【期刊名称】《煤化工》
【年(卷),期】2022(50)4
【摘要】为了实现对地下煤气化过程中合成气组成及低位热值的合理预测,以“三区”理论为基础,使用流程模拟软件Aspen Plus建立了地下煤气化平衡模型,通过与工业试验结果进行对比,验证了模型的可靠性;使用平衡模型探讨了操作压力和氧化剂类型对合成气组成及低位热值的影响。
结果表明:气化通道内操作压力越高,合成气中CO_(2)、H_(2)含量越低,CH_(4)、CO含量越高,合成气低位热值越高;在O_(2)含量相同的条件下,富氧水蒸气作为氧化剂时,合成气的低位热值最高,O_(2)最佳体积分数为60%~80%。
【总页数】7页(P46-52)
【作者】张骏驰;吕存彬;张龙
【作者单位】中国石化长城能源化工有限责任公司;中国石油大学(华东)
【正文语种】中文
【中图分类】TD841
【相关文献】
1.基于 ASPEN 模拟计算的壳牌煤气化装置循环气压缩机激冷比的优化设计
2.基于Aspen Plus建立喷流床煤气化炉模型
3.气流床煤气化的Aspen Plus建模:平衡模
型和动力学模型4.基于Aspen Plus的气流床煤气化炉三段平衡模型(英文)5.基于Aspen Plus的地下煤气化动力学模型建模
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