基于Aspen Plus的废锅流程粉煤气化炉稳态流程模拟

粉煤气流床具有氧耗低、煤耗低、碳转换率高等优点，在工业中应用广泛。废锅流程可有效回收粉煤气化炉产生的粗合成气余热，从长远角度看更为经济环保。基于Aspen Plus建立了废锅流程粉煤气化炉稳态流程模型。在建模过程中，由于粗合成气进入辐射废锅时温度较高，需将辐射废锅内进一步的气化反应考虑在内。依据工程经验数据，将散热损失和碳转化率考虑在模型内，并与工业现场数据对比验证了模型的准确性。基于搭建的模型，研究了氧煤比、蒸汽煤比、碳转换率对气化参数的影响。研究结果表明，合成气有效成分随氧煤比的增加先急速增加后缓慢减少，在氧煤比为0.5时达到峰值。氧煤比低于0.5时，气化温度随着氧煤比的增加缓慢增长；氧煤比在0.5～0.9时，气化温度随氧煤比的增加剧烈增长；氧煤比高于1时，气化温度几乎不随氧煤比的增加而变化。考虑到气化温度不能低于煤种的熔融温度以利于炉内排渣，运行时应控制氧煤比高于0.6。合成气中有效成分(CO+H₂)含量随蒸汽煤比的增加几乎呈线性降低，随碳转化率的增加而增加；气化温度随蒸汽比和碳转化率的增加而降低。