含CO_2气化剂煤气化反应的研究

【摘要】：随着经济的高速发展，对能源的需求日益增长，我国以煤为主的能源消费结构在相当长的时期内将不会改变。研制和推广应用煤炭气化技术是提高煤炭利用效率，减少煤直接燃烧带来环境污染的主要途径。 基于此，本文利用ASPEN PLUS软件建立煤的干燥和气化模拟流程,通过元素守恒、平衡常数计算、文献数据对比等方法对建立的模拟流程进行验证。模拟结果与实验数据吻合，说明该模拟流程具有一定的可靠性。 本文利用建立的煤干燥模拟流程对煤样进行干燥模拟，考察达到煤干燥要求的介质温度与质量流率的关系，并确立了达到干燥要求最佳操作条件，分析了拐点产生的原因。 利用建立的模拟流程对煤样进行了气化模拟，研究了CO_2锊代部分水蒸气作为气化剂的可能性，得出合理二氧化碳配比（CO_2/H_2O=l/4),并在固定CO_2进气量时，考察气化压力、氧煤比、水煤比以及因素交互作用对粗煤气组成的影响，以CO+H_2为考察指标得出最佳操作条件。单因素模拟结果表明：氧煤比和水煤比较气化压力对模拟产物组成的影响更为显著。正交模拟结果表明：氧煤比和水煤比的交互作用在气化过程中对模拟产物组成的影响较氧煤比、水煤比等单个因素更为显著。单因素模拟获得的最佳操作条件，压力4MPa,氧煤比0.68kg/kg,水煤比0.08kg/kg,气化温度1331°C, CO_2+H_2摩尔百分含量为0.9868;正交实验获得的最佳工况为气化压力3MPa,氧煤比0.65kg/kg,水煤比0,08k°g/kg,气化温度1469C,(：02+112摩尔百分含量为0.9885。综合考虑有效气体含量和耗氧量等因素，确定正交模拟获得操作条件为最佳操作条件。 【关键词】：煤气化 二氧化碳 煤干燥 ASPEN PLUS 模拟研究
【学位授予单位】：西安石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TQ541
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 绪论8-11
• 1.1 课题的研究背景8-9
• 1.1.1 中国能源现状8
• 1.1.2 煤利用引起的环境问题及预防8-9
• 1.1.3 煤气化技术的作用9
• 1.2 论文的研究内容及思路9-11
• 1.2.1 研究内容9-10
• 1.2.2 题目来源10
• 1.2.3 创新点10-11
• 第二章 文献综述及理论研究11-29
• 2.1 煤气化技术研究现状11-13
• 2.1.1 煤气化技术发展概况11
• 2.1.2 煤气化工艺分类及应用11-13
• 2.2 典型的气流床工艺系统13-14
• 2.3 CO_2作为气化剂的相关介绍14-16
• 2.3.1 CO_2引起的环境问题14-15
• 2.3.2 CO_2替代部分气化剂的可行性15-16
• 2.4 煤的气化反应16-22
• 2.4.1 煤的热解过程16-17
• 2.4.2 煤的气化过程17-19
• 2.4.3 气化反应的主要影响因素19-21
• 2.4.4 煤气化工艺主要性能评价指标21-22
• 2.5 气化过程中工艺条件的选择原则22-23
• 2.5.1 操作温度22
• 2.5.2 操作压力22-23
• 2.5.3 氧煤比23
• 2.5.4 蒸汽煤比23
• 2.6 煤气化反应数值模拟的发展现状23-25
• 2.6.1 ASPEN PLUS24
• 2.6.2 ASPEN PLUS 在煤气化方面的应用24-25
• 2.7 试验平台流程说明25-26
• 2.8 工艺过程模拟基本流程26-28
• 2.9 模块介绍28
• 2.10 本章小结28-29
• 第三章 煤的预热干燥模拟29-36
• 3.1 流程建立29-31
• 3.1.1 模拟的煤种30-31
• 3.1.2 操作条件的选择31
• 3.2 流程的验证31-32
• 3.3 模拟数据分析32-34
• 3.4 本章小结34-36
• 第四章 气化流程的建立及验证36-47
• 4.1 平衡常数法36-39
• 4.1.1 确定独立反应36-37
• 4.1.2 元素平衡关系37-38
• 4.1.3 热量平衡方程（298.15K）38
• 4.1.4 化学平衡方程38-39
• 4.2 Gibbs 最小值法模型39-42
• 4.2.1 模型的假设39
• 4.2.2 模型计算原理39-41
• 4.2.3 流程建立41-42
• 4.3 流程可靠性验证42-46
• 4.3.2 元素守恒的检验43-45
• 4.3.3 平衡检验45-46
• 4.4 本章小结46-47
• 第五章 研究影响气化组成的因素47-61
• 5.1 数据换算47-48
• 5.1.1 基准47-48
• 5.1.2 发热量48
• 5.2 CO_2/H_2O 对气化结果的影响48-50
• 5.3 氧碳比对气化结果的影响50-53
• 5.4 蒸汽煤比对气化结果的影响53-55
• 5.5 压力对气化结果的影响55-56
• 5.6 正交实验56-60
• 5.7 本章小结60-61
• 第六章 结论61-62
• 致谢62-63
• 参考文献63-66
• 攻读硕士期间发表论文66-67
• 详细摘要67-75

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

煤炭气化是实现中国煤炭洁净利用的重要途径    陈君球,朱大钧

煤粉加压气流床气化特性实验研究    乌晓江;张忠孝;朴桂林;小林信介;森滋胜;板谷义纪;陈国艳;

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;

降低工业锅炉初始排尘浓度的对策    芦根玲

干煤粉加压气化技术的试验研究    任永强,许世森,张东亮,夏军仓,朱鸿昌,郜时旺

中国高灰、高硫、高灰熔融性温度煤的灰熔聚流化床气化    王洋,吴晋沪

灰熔聚流化床粉煤气化技术加压大型化研发新进展    房倚天;王洋;马小云;黄戒介;吴晋沪;程中虎;陈寒石;

煤焦与水蒸气加压气化反应活性的研究    肖新颜,李淑芬,柳作良

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

基于Aspen Plus的Texaco气化炉性能研究    孟辉;段立强;杨勇平;

基于无焰氧化的干法煤粉气化特性研究    唐志国

环氧乙烷精制塔的模拟与分析    侯延杰;

经济发展、资源功能与中国的配置绩效    崔巍;

氯乙烯精馏过程的ASPEN PLUS模拟分析    李群生;刘阳;

乙基胺分离系统各塔的设计和模拟计算    李群生;陈文;

三氯氢硅精馏过程的模拟与优化    李群生;白洁;郭增昌;王宝华;

环保节能型两段式煤气发生站节能及环保效果分析    苑卫军;秦利生;

天然气动员研究    张纪海;鄂继明;

水煤浆喷嘴温度场和应力场分析及涂层材料应用    张春子;王卫泽;涂善东;

论发展可再生能源的产权激励机制    杜生民;

城市中推广绿色节能建筑浅探    刘春生;

镁基储氢材料的制备及对二硫化碳、噻吩的加氢性能研究    杨敏建

煤岩变形破裂电荷感应规律的研究    赵扬锋

大型电站锅炉掺烧印尼煤的研究与应用    徐远纲

典型煤种热解气化特性研究    石金明

生活垃圾流化床气化特性的实验研究与模型预测    郑皎

煤自然发火期快速预测研究    梁运涛

活性炭及其改性催化剂应用于碘化氢分解的性能及机理研究    陈云

低挥发份劣质燃料循环流化床燃烧特性研究    李社锋

低阶煤水热改性制浆的微观机理及燃烧特性研究    赵卫东

基于Zn/ZnO的两步式热化学准循环制氢系统基础性研究    吕明

构造煤的微观和超微观结构特征研究    许亚坤

水分对构造煤瓦斯解吸规律影响的实验研究    陈攀

义马煤气化反应性研究    谷小虎

褐煤对含染料废水的吸附与絮凝作用研究    郭喜亮

红菱煤矿沉陷区内修建高速公路的安全性分析    路畅

氨水溶液解吸—压缩制冷循环性能分析    丁爽

基于模糊灰色理论家电产品生命周期绿色性评价方法的研究    孔茗

江苏省能源消耗、结构变动与经济增长关系研究    邹博

合成乳酸正丁酯的固体酸催化剂及催化精馏工艺研究    杜海明

垃圾焚烧飞灰的资源化研究    宋丽芸

德士古水煤浆气化工艺概况    黎军

淮南煤用于德士古水煤浆加压气化技术研究    陈政;

双高煤的新型气流床气化技术开发的探讨    贺根良;门长贵;

两种煤配煤降低淮南煤高灰熔融性温度的研究    薛永强;孙群;李寒旭;

弱还原性气氛条件下CaO对高灰熔点煤灰熔融性影响的研究    于戈文;王延铭;徐元源;

碱改性γ-Al_2O_3催化剂上羰基硫的低温水解反应 Ⅰ.催化剂活性及补偿效应    谈世韶,李春虎,郭汉贤,师剑平,杨醒民

Texaco煤气化炉数学模型的研究——建模部分    李政,王天骄,韩志明,郑洪韬,倪维斗

Texaco煤气化炉数学模型研究(2)——计算结果及分析    李政,王天骄,韩志明,郑洪韬,倪维斗

德士古气化炉内煤气化过程的数值研究    刘向军,朴泰俊

煤浆浓度对水煤浆气化影响的数值模拟    于海龙,赵翔,周志军,周俊虎,刘建忠,岑可法

煤加压部分气化试验研究与数值模拟    肖睿

不同床层煤炭气化方法的比较及气化工艺的选择    张玉柱;吴春来;

鹤壁煤制甲醇项目煤气化工艺介绍及炉型选择    马文清;

Shell粉煤加压气化工艺及与YH粉煤连续成型气化工艺的对比    蒋远华;杨晓勤;古永红;刘晓;冯加新;姚继烨;潘建平;

AspenPlus软件应用于煤气化的模拟    林立;

灰粘聚循环流化床粉煤气化技术(CAGG~(TM))的开发与应用    王宁波;武晋强;

煤气化技术发展与问题探讨    赵元琪;

循环流化床煤气化工艺的原理和特点    解玉丽,韩玉峰,赵胜勇

灰熔聚流化床粉煤气化技术    陈寒石;徐奕丰;

煤与生物质共气化制氢技术    唐庆杰;丁兆军;

国内外气流床煤气化技术发展概述    刘霞;田原宇;乔英云;

流化床生物质CO_2催化气化模拟分析    张建社;郭庆杰;

生物能源与CO_2减排领域的热点战略研究方向——微藻生物柴油产业化技术的发展思路及若干科学问题分析    李元广;王伟良;金建;

长时期的高CO_2浓度生长条件对羊栖菜光合作用没有下调的作用    邹定辉;

CO_2激光在自体表皮移植术中的应用    冯振刚;

超临界CO_2萃取牡蛎中多不饱和脂肪酸条件优化的研究    刘程惠;胡文忠;姜爱丽;田密霞;王艳颖;何煜波;金黎明;

不锈复合钢板的CO_2半自动焊接    南北红;赵青松;

海南香茅油超临界CO_2萃取条件的优化和筛选    王勇;李海龙;张俊清;赖伟勇;刘明生;

超临界CO_2萃取麻疯树籽油工艺的响应面优化    钟华;蒲彪;胡旭;

离子液体吸收CO_2的研究进展    樊丽华;聂阳;

固体胺纤维的制备及其对CO_2的吸附再生性能研究    杨营;林日嘉;吴清华;陈水挟;

煤气化工艺发展改造氮肥原料    西北化工研究院 张东亮

直接还原工艺需求的煤气化工艺技术比较    钱晖 周渝生

煤炭深度转化的“龙头”技术    徐振刚

业界专家肯定型煤富氧气化工艺    特约记者 邓衍长

煤气化风险控制研究取得新成果    王志强

中原大化新技术应用成功    记者 王少华

典型加压煤气化工艺的比较    山西原平化学工业集团有限责任公司 刘天灵

锌业股份粉煤气化技术通过专家鉴定    孙中江 王凤文

反火型负压平吸式煤气发生炉的优点    小何

煤炭气化开采：石油钻探企业新探索    吴月先

气流床煤气化工艺性能稳健优化与控制研究    张进春

高功率轴快流CO_2激光器气体流场及热交换的模拟与优化    黄鸿雁

大气CO_2、CH_4和CO浓度资料再分析及源汇研究    张芳

钯催化CO_2、CO的转化及C-N键偶联反应的研究    戴耀

射频板条CO_2激光器的光束特性及其热稳定性研究    王度

川西亚高山复合群落中岷江冷杉和四种草本植物生长对CO_2浓度和温度升高的响应及其机理研究    侯颖

分离CO_2固定载体膜传质机理及其膜过程模拟和优化研究    杨东晓

亚热带稻田生态系统CO_2通量研究    朱咏莉

CO_2地质储存煤储层结构演化与元素迁移的模拟实验研究    刘长江

锆酸锂材料的设计、合成及高温CO_2吸附性能    尹先升

含CO_2气化剂煤气化反应的研究    佟芳芳

以高炉熔渣为热载体进行煤气化的实验研究    李朋

固定床间歇煤气化工艺的分析    娄可清

新造船舶CO_2指数计算方法研究    徐善雷

高密度CO_2诱导羊肉糜凝胶的形成因素及机理初探    曲亚琳

表面改性对活性炭物理、化学性质及CO_2吸附性能的影响    朱赛

表面改性对活性炭物理、化学性质及CO_2吸附性能的影响    朱赛

球形活性炭对CO_2吸附行为研究    谢菲

双台子自然保护区深部咸水层CO_2地质储存机制与潜力分析    谌艳珍

超临界CO_2萃取含油污泥技术研究    梁丽丽