基于Aspen Plus的西部典型煤化学链气化模拟研究
2021-04-21胡修德马晶晶袁妮妮郭庆杰
潘 鑫,胡修德,马晶晶,袁妮妮,郭庆杰
(宁夏大学 省部共建煤炭高效利用与绿色化工国家重点实验室,宁夏 银川 750021)
0 引 言
面对全球变暖的趋势、环境污染严重的现状以及我国贫油、少气、富煤的能源布局,煤炭是中国目前乃至今后相当长一段时期内的主要能源[1]。推行和大力发展低能、低碳、环保的新型煤炭综合利用技术迫在眉睫。
化学链技术(Chemical looping technology)是一种新型的化学转化和能源利用新技术[2-4],其中,化学链燃烧较成熟,在国内外已有半工业规模装置,如达姆施塔特工业大学(德国TUD)1 MWth的CLC装置[5]和查默斯理工大学(瑞典CUT)4 MWth的CLC锅炉[6];东南大学[7]建造了加压条件下的50 kWthCLC装置,华中科技大学[8-9]设计建造了5 kWth和50 kWthCLC装置,但CLG仍处于试验和模拟阶段。因此,研究中试规模下,不同参数对气化过程的影响,可为放大过程提供操作参数。
许多学者对化学链气化过程进行了模拟研究。扈佳玮等[10]模拟研究了载氧体(Cu∶Fe)及其当量比、水蒸气流量及系统运行温度对气化指标的影响;赵坤等[11]利用Aspen Plus模拟了生物质化学链气化制合成气过程,分析了温度、压力、载氧体等对气化过程的影响;黄振等[12]建立了以Fe2O3为载氧体的生物质化学链气化模型,研究了燃料反应器内载氧体/生物质比、反应温度、水蒸气/生物质比、CO2/生物质比等对化学链气化的影响;Gong等[13]用Aspen Plus软件建立了以煤焦油为燃料、Fe2O3为氧载体的化学链热解(CLP)系统,并对燃料反应器(FR)和空气反应器(AR)在不同工况下的反应速率和产率变化进行测试和分析;……
