含CO_2氣化劑煤氣化反應(yīng)的研究

【摘要】：隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，對能源的需求日益增長，我國以煤為主的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)在相當(dāng)長的時期內(nèi)將不會改變。研制和推廣應(yīng)用煤炭氣化技術(shù)是提高煤炭利用效率，減少煤直接燃燒帶來環(huán)境污染的主要途徑。 基于此，本文利用ASPEN PLUS軟件建立煤的干燥和氣化模擬流程,通過元素守恒、平衡常數(shù)計算、文獻(xiàn)數(shù)據(jù)對比等方法對建立的模擬流程進(jìn)行驗(yàn)證。模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合，說明該模擬流程具有一定的可靠性。 本文利用建立的煤干燥模擬流程對煤樣進(jìn)行干燥模擬，考察達(dá)到煤干燥要求的介質(zhì)溫度與質(zhì)量流率的關(guān)系，并確立了達(dá)到干燥要求最佳操作條件，分析了拐點(diǎn)產(chǎn)生的原因。 利用建立的模擬流程對煤樣進(jìn)行了氣化模擬，研究了CO_2鋝代部分水蒸氣作為氣化劑的可能性，得出合理二氧化碳配比（CO_2/H_2O=l/4),并在固定CO_2進(jìn)氣量時，考察氣化壓力、氧煤比、水煤比以及因素交互作用對粗煤氣組成的影響，以CO+H_2為考察指標(biāo)得出最佳操作條件。單因素模擬結(jié)果表明：氧煤比和水煤比較氣化壓力對模擬產(chǎn)物組成的影響更為顯著。正交模擬結(jié)果表明：氧煤比和水煤比的交互作用在氣化過程中對模擬產(chǎn)物組成的影響較氧煤比、水煤比等單個因素更為顯著。單因素模擬獲得的最佳操作條件，壓力4MPa,氧煤比0.68kg/kg,水煤比0.08kg/kg,氣化溫度1331°C, CO_2+H_2摩爾百分含量為0.9868;正交實(shí)驗(yàn)獲得的最佳工況為氣化壓力3MPa,氧煤比0.65kg/kg,水煤比0,08k°g/kg,氣化溫度1469C,(：02+112摩爾百分含量為0.9885。綜合考慮有效氣體含量和耗氧量等因素，確定正交模擬獲得操作條件為最佳操作條件。 【關(guān)鍵詞】：煤氣化 二氧化碳 煤干燥 ASPEN PLUS 模擬研究
【學(xué)位授予單位】：西安石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TQ541
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 緒論8-11
• 1.1 課題的研究背景8-9
• 1.1.1 中國能源現(xiàn)狀8
• 1.1.2 煤利用引起的環(huán)境問題及預(yù)防8-9
• 1.1.3 煤氣化技術(shù)的作用9
• 1.2 論文的研究內(nèi)容及思路9-11
• 1.2.1 研究內(nèi)容9-10
• 1.2.2 題目來源10
• 1.2.3 創(chuàng)新點(diǎn)10-11
• 第二章 文獻(xiàn)綜述及理論研究11-29
• 2.1 煤氣化技術(shù)研究現(xiàn)狀11-13
• 2.1.1 煤氣化技術(shù)發(fā)展概況11
• 2.1.2 煤氣化工藝分類及應(yīng)用11-13
• 2.2 典型的氣流床工藝系統(tǒng)13-14
• 2.3 CO_2作為氣化劑的相關(guān)介紹14-16
• 2.3.1 CO_2引起的環(huán)境問題14-15
• 2.3.2 CO_2替代部分氣化劑的可行性15-16
• 2.4 煤的氣化反應(yīng)16-22
• 2.4.1 煤的熱解過程16-17
• 2.4.2 煤的氣化過程17-19
• 2.4.3 氣化反應(yīng)的主要影響因素19-21
• 2.4.4 煤氣化工藝主要性能評價指標(biāo)21-22
• 2.5 氣化過程中工藝條件的選擇原則22-23
• 2.5.1 操作溫度22
• 2.5.2 操作壓力22-23
• 2.5.3 氧煤比23
• 2.5.4 蒸汽煤比23
• 2.6 煤氣化反應(yīng)數(shù)值模擬的發(fā)展現(xiàn)狀23-25
• 2.6.1 ASPEN PLUS24
• 2.6.2 ASPEN PLUS 在煤氣化方面的應(yīng)用24-25
• 2.7 試驗(yàn)平臺流程說明25-26
• 2.8 工藝過程模擬基本流程26-28
• 2.9 模塊介紹28
• 2.10 本章小結(jié)28-29
• 第三章 煤的預(yù)熱干燥模擬29-36
• 3.1 流程建立29-31
• 3.1.1 模擬的煤種30-31
• 3.1.2 操作條件的選擇31
• 3.2 流程的驗(yàn)證31-32
• 3.3 模擬數(shù)據(jù)分析32-34
• 3.4 本章小結(jié)34-36
• 第四章 氣化流程的建立及驗(yàn)證36-47
• 4.1 平衡常數(shù)法36-39
• 4.1.1 確定獨(dú)立反應(yīng)36-37
• 4.1.2 元素平衡關(guān)系37-38
• 4.1.3 熱量平衡方程（298.15K）38
• 4.1.4 化學(xué)平衡方程38-39
• 4.2 Gibbs 最小值法模型39-42
• 4.2.1 模型的假設(shè)39
• 4.2.2 模型計算原理39-41
• 4.2.3 流程建立41-42
• 4.3 流程可靠性驗(yàn)證42-46
• 4.3.2 元素守恒的檢驗(yàn)43-45
• 4.3.3 平衡檢驗(yàn)45-46
• 4.4 本章小結(jié)46-47
• 第五章 研究影響氣化組成的因素47-61
• 5.1 數(shù)據(jù)換算47-48
• 5.1.1 基準(zhǔn)47-48
• 5.1.2 發(fā)熱量48
• 5.2 CO_2/H_2O 對氣化結(jié)果的影響48-50
• 5.3 氧碳比對氣化結(jié)果的影響50-53
• 5.4 蒸汽煤比對氣化結(jié)果的影響53-55
• 5.5 壓力對氣化結(jié)果的影響55-56
• 5.6 正交實(shí)驗(yàn)56-60
• 5.7 本章小結(jié)60-61
• 第六章 結(jié)論61-62
• 致謝62-63
• 參考文獻(xiàn)63-66
• 攻讀碩士期間發(fā)表論文66-67
• 詳細(xì)摘要67-75

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表面改性對活性炭物理、化學(xué)性質(zhì)及CO_2吸附性能的影響    朱賽

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