多元料漿加壓氣化技術(shù)是西北化工研究院在水煤漿加壓氣化基礎(chǔ)上經(jīng)過幾十年的努力開發(fā)的適用于煤炭大規(guī)模高效清潔轉(zhuǎn)化的氣流床煤氣化技術(shù)。其主要特點(diǎn)是獨(dú)特的料漿制備技術(shù)、高性能的多元料漿噴嘴、特殊的半水冷壁式氣化爐結(jié)構(gòu)、溢流式激冷結(jié)構(gòu)、固液態(tài)排渣工藝等。目前該技術(shù)已被國內(nèi)十幾家大型煤制合成氨、甲醇、合成油、油改煤等裝置采用。在技術(shù)轉(zhuǎn)讓工藝設(shè)計(jì)過程中，主要?dú)饣笜?biāo)的設(shè)計(jì)是決定物量能量消耗、裝置建設(shè)規(guī)模、設(shè)備選型的重要依據(jù)。因此，準(zhǔn)確評估氣化指標(biāo)是工程技術(shù)人員的一項(xiàng)重要工作。
煤氣化工藝關(guān)鍵數(shù)據(jù)的獲取主要有實(shí)際測試法和數(shù)學(xué)模擬法2種。實(shí)際測試法是通過實(shí)驗(yàn)試燒獲取氣化指標(biāo)，一般用于技術(shù)開發(fā)階段或首次用于工業(yè)裝置的煤質(zhì)評價(jià)。數(shù)學(xué)模擬法是在實(shí)際測試的基礎(chǔ)上假設(shè)一些條件確定，應(yīng)用熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)的方法，將化學(xué)反應(yīng)過程轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)模型，通過數(shù)值計(jì)算求出氣化指標(biāo)，然后再以實(shí)測數(shù)據(jù)的氣化指標(biāo)加以校核、調(diào)整的方法。本文擬通過建立熱力學(xué)模型，對多元料漿氣化過程進(jìn)行詳細(xì)分析。
1 氣化過程
多元料漿氣化是以石油焦、石油瀝青、煤以及煉廠的含碳、氫固體殘?jiān)鼮樵�，加入各種助劑，經(jīng)一次濕磨制成黏度達(dá)800～1500 mPa·s、濃度為60％～70％的料漿，料漿經(jīng)加壓后噴入特殊結(jié)構(gòu)的氣流床氣化爐，與純氧進(jìn)行一系列復(fù)雜的分解、氧化、還原反應(yīng)。氣化溫度約1400℃，壓力為2.6～8.0 MPa。該氣化法碳轉(zhuǎn)化率約為98％，有效氣（CO＋H2）體積分?jǐn)?shù)為80％左右。反應(yīng)后生成了以CO、H2、CO2、H2O為主要成分，以CH4、H2S、N2等為次要成分的粗煤氣。出爐后的煤氣可采用廢熱鍋爐冷卻、除塵器除塵后用于發(fā)電，也可采用激冷流程用水激冷、洗滌后用于化工產(chǎn)品的合成。
2 熱力學(xué)平衡模型的建立
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