粉煤气流床气化炉热力学模拟：氧煤比与压力对有效气体影响研究

本文主要探讨了粉煤气流床气化炉的数值模拟，采用的是Aspen Plus工业系统流程软件和Gibbs自由能最小化方法。粉煤气流床气化炉是一种重要的煤气化技术，它在煤炭转化为合成气（主要由一氧化碳和氢气构成的有效气体）的过程中发挥着关键作用。研究的焦点集中在空气（氧气占21%，氮气占79%）与煤炭的比例以及气化压力对有效气体产量的影响。 作者首先介绍了Aspen Plus软件，这是一种由美国能源部支持的通用化工过程模拟工具，具备热力学和传递特性模型、丰富的物性数据库、参数分析系统、多种单元模型以及强大的模拟分析功能。这种软件在气化过程模拟中的应用可以提高精确度并加快设计与优化的速度。 在实验条件下，作者将粉煤气流床气化炉设定为1500℃的固定温度，碳转化率设定为99%，针对不同的空气与煤炭比例（例如4:1），研究了它们对有效气体（CO+H2）产量的影响。结果显示，在这些条件下，当煤的进料量为3265.87千克/小时时，有效气体含量达到最大。此外，随着气化压力的增大，有效气体的产量也随之增加。 这一研究对于理解粉煤气流床气化炉的操作条件优化以及提高能源转换效率具有重要意义，也为实际生产和设计提供了数值依据。通过数值模拟，科研人员可以预测不同参数下的运行效果，从而指导气化过程的控制策略，降低能耗，提高经济效益。 总结来说，该研究利用Aspen Plus软件的先进模拟技术，深入探究了气化工艺参数对粉煤气流床气化炉性能的影响，为优化气化过程和提升能源转化效率提供了科学依据和技术支持。这对于推动煤炭清洁转化和可持续发展具有实际价值。