基于BGL气化炉煤气化过程的模拟与优化

贺树民

doi:10.3969/j.issn.1007-7677.2025.02.003

摘要：由于气化反应温度和热力学平衡的限制为影响固定床气化反应的主要因素,因而在气化炉温度基本不变条件下的热力学平衡显得尤为重要,基于BGL气化炉煤气化过程的模拟与优化对气化炉的设计和指导工业生产具有重要意义.为了更加深入理解BGL气化炉煤气化过程以实现工艺参数优化及找到最佳操作点,结合BGL工业化气化炉装置实际运行,基于物料平衡和能量衡算以搭建Excell 模型BGL气化炉的稳态煤气化模型,模拟出口气的组成与设计值并与实际运行值结果对比,两者误差在±3%以内,由此证明BGL热力学模型的准确性.基于该BGL热力学模型,对煤气化过程的主要参数进行优化.考察结果表明氧煤比、蒸汽煤比对粗合成气、冷煤气效率、比煤耗和比氧耗产生影响,即投煤量为38 t/h、氧气流量为11 000 Nm3/h时,蒸汽与煤的最佳比例为0.29,蒸汽的最佳流量为11 000 kg/h.在此操作条件下考察CO2返炉流量对气化炉的影响,随着CO2返炉流量增大,CO体积分数逐步增大,H2、CH4体积分数降低,但有效气体(CO+H2+CH4)流量呈现逐渐上升的趋势.