UniSim Design煤气化模拟与应用

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UniSim Design煤气化模拟与应用

l概述

煤气化是煤化工企业的龙头装置，气化装置的性能对下游装置产生直接影响，煤气化装置的合理设计、正确操作与众多因素有关。UniSim气化炉（Gasifier）基于气化过程反应动力学建模，能够准确反应煤气化的反应过程与传热过程，适用于不同煤种，不同形式气化炉，如：水煤浆与干粉煤进料，气流床与移动床，激冷流程与废锅流程等。

通过UniSim气化炉（Gasifier）模块，用户可以快速建立完整的气化工艺模型，用于计算气化炉物料平衡、公用工程消耗，快速选择气化炉形式与尺寸，提高工程设计效率，优化工艺参数，变化进料煤种测试。

l煤的分析数据输入

煤的分析数据是气化装置设计的关键，也是气化炉操作中最常遇到的变更。UniSim支持煤的工业分析、元素分析、灰分分析数据输入。根据分析数据，UniSim® Design可以计算出该煤种相应的热力学数据，如高热值（HHV）、低热值（LHV）、比热(Cp)、生成热(HOF)等，用于热力学和气化反应计算。

lUniSim（Gasifier）

UniSim气化炉主要由三个部分组成：热解、气化/燃烧、激冷。

热解区由一个全混流反应器构成，煤在这里发生热解。在热解过程中，煤中的挥发份和水分从煤中分解出来，并与进入气化炉的氧气发生燃烧反应，提供热量。

气化/燃烧区由一个平推流反应器构成，煤在这里发生部分氧化。整个反应过程可分为均相反应与非均相反应，对于每个反应，都有与之对应的反应动力学方程，用户可以调整反应动力学参数，以得到气化炉对应的反应温度、煤气组成，同时还可以查看温度剖面。UniSim气化炉同时支持用工业现场数据来标定气化炉模型，以达到与工业现场最为接近的反应动力学参数。

激冷区由一个三相闪蒸罐组成，高温合成气和渣在这里与激冷水混合，再分离为粗合成气、渣和黑水，再进入相应的下游处理工序。

       UniSim气化炉还包括了完善的传热过程，用于挂渣层、耐火砖、金属壁、水冷壁等传热过程计算，以优化蒸汽产量，最大化热量回收。

       UniSim气化炉同时支持稳态模拟和动态模拟，通过动态模拟，用户可以研究气化炉的动态响应过程，达到最佳控制效果。