AspenPlus模拟下的0.3MWth CFB燃煤装置全流程优化与污染控制

本文主要探讨了基于Aspen Plus软件的0.3MWth循环流化床（CFB）燃煤中试装置全流程模拟研究。循环流化床锅炉以其广泛的煤种适应性、强大的负荷调节能力以及超低的污染物排放特性，是实现煤炭清洁燃烧的关键技术之一。研究团队利用Aspen Plus这款强大的化学工程模拟软件，对CFB燃煤系统的整个过程进行了详细建模，包括煤的燃烧过程及污染物控制设备。 研究采用了Gibbs最小自由能热力学分析方法，深入剖析了煤燃烧产物，对关键参数如过量空气系数、烟气温度、氨氮比和钙硫比进行了敏感性分析。他们发现，温度在循环流化床燃烧中的作用至关重要：随着温度上升，氨和氢氰酸等前驱物的转化加速，进而促进燃料氮转化为NOx。另一方面，高温下SO2生成反应虽然有利于向正方向进行，但反应速率却受到温度和浓度增加的抑制，而SO3的生成则表现出相反的趋势。 在选择性催化还原脱硝（SCR）过程中，研究人员发现较低的温度下，脱硝效率随温度的升高而增加，达到最佳活性温度约为360℃。在SCR反应温度升至380℃之前，SO3含量急剧上升，然后趋于稳定并可能稍有下降。氨氮比小于1时，脱硝率随氨氮比的增加而提升，最佳比例大约为1.05。 对于石灰石-石膏湿法烟气脱硫，钙硫比的增大能够显著提高脱硫效率，最优比例约为1.05，同时有助于减少SO3排放。然而，脱硫系统的入口烟气温度上升会降低脱硫效率，但有利于SO3的生成。这项研究表明了通过精确控制操作参数，可以有效优化循环流化床锅炉的运行性能，从而实现污染物的有效减排。这些结果对于CFB燃煤装置的实际运行管理和优化具有重要的指导意义。