基于AspenPlus的煤矸石破碎工艺优化与能耗分析

本研究论文主要关注"煤矸石破碎工艺模拟与优化"这一主题。作者以平朔煤矸石电厂的破碎筛分工艺系统为基础，利用Aspen Plus软件进行模拟，这是一种强大的化学工程模拟软件，常用于过程工业中的设计和优化。通过模拟，他们旨在深入研究破碎筛分过程中影响能耗的关键因素，如哈氏可磨性指数、进料流量和粒度分布。 研究发现，通过工艺改造，平朔煤矸石电厂的破碎过程能够有效地控制大于10毫米的颗粒含量在4%以下，而5至10毫米的物料比例可提升到62%，这符合实际使用的标准要求。然而，哈氏可磨性指数的降低（通常表示煤矸石硬度的增加）以及进料流量的增大，会直接导致破碎过程中的总能耗上升。相比之下，粒度分布对能耗的影响相对较小，这表明在设计破碎设备时需要精细调整，以兼顾效率和能耗。 在设备选型方面，论文建议颚式破碎机的功率为31千瓦，进料尺寸300至500毫米，出料范围10至300毫米；齿辊破碎机功率为391千瓦，进料50至300毫米，出料0至50毫米；可逆锤式细碎机的功率为317千瓦，进料0至50毫米，出料0至10毫米。这些规格的选择是根据实际生产条件和能耗优化的结果。 Aspen Plus软件模拟结果显示，该模型能够准确预测阳泉河坡电厂的煤矸石破碎生产情况，这进一步验证了所建立的模拟模型的有效性和实用性。这一研究不仅有助于改进煤矸石处理工艺，降低能耗，而且对于推动煤炭废弃物资源化利用技术的发展具有重要意义。 本文通过细致的数值模拟和实证分析，提供了煤矸石破碎工艺优化的重要依据，为煤炭行业在能源效率和废物管理方面的决策提供了科学支持。