马后炮化工技术论坛_ASPENPLUS软件模拟烟气氨法脱硫

这套软件系统 ,可应用于石油化工 、气体加工 、 煤炭 、医药 、冶金 、环保 、动力 、节能 、食品加工等诸 多工业领域 ,目前已在全球范围内广泛使用 [7] 。 全球各大化工 、石化 、炼油等工业制造企业及著名 的工程公司 ,都是 ASPEN PLUS的用户 。
1 模拟工况 本次模拟工况是实际的工况 ,烟气为自制的
L IQ - OUT 11 659. 42 2. 58E + 05 256. 431 45. 495 09
100 5. 780 222 - 13 304. 059 - 172. 794 1 005. 873 8. 52E - 01 2. 45E - 06 6. 44E - 08 5. 55E - 07 3. 15E - 06 1. 39E - 05 2. 15E - 05
0 0. 017 357 0. 082 745 0. 047 975 8. 01E - 08 6. 89E - 10 6. 00E - 05 1. 02E - 08
PRODUCT 946. 809 4 22 461. 28 17. 658 02 82. 590 3
100 0. 0149 13 - 13 102. 507 - 179. 071 1 1 272. 016 0. 782 165 7. 57E - 06 0. 037 562 4. 38E - 07 1. 44E - 06 1. 12E - 10 2. 03E - 08 0. 072 61 8. 90E - 14 0. 107 654 1. 60E - 07 3. 22E - 22 6. 92E - 15 5. 11E - 14 1. 85E - 23
4 结果查看 点击快捷图表中 Check results按钮 ,可以查看
在设定条件的流程模拟运行结果 ,详细结果如表 3 所示 。
·3 0·
陈茂兵等 1ASPEN PLUS软件模拟烟气氨法脱硫
第 22卷 第 1期
物质流量 / ( kmol·h - 1 )
质量流量 / ( kg·h - 1 )
体积流量 / (m3 ·h - 1 )
(2)不考虑固体和盐析 ; (3)不考虑吸收塔内的压降 ; (4)考虑到实际工艺的复杂性 ,笔者将底部氧 化池用一个反应器单独模拟 ,氧化后所得产物 ,由 于含有少量气相物质 ,特别用一个闪蒸罐进行分 离 ,从而得到最终产品 。 在模拟中 ,主要考虑以下反应 : ( 1) 2H2 O = H3 O + +OH -
表 3 运行结果
GAS - OUT 40 061. 98 1. 19E + 06 1. 06E + 06 45. 597 36
100
- 2 541. 433 7 6. 181 982 1. 117 61 0. 089 634 1. 55E - 04 0 0. 066 686 0. 706 082 1. 51E - 04 0. 137 292 0 0 0 0 0 0 0 0
L IQ - IN 2 160
38 806. 65 40. 314 35 101. 325
11. 607 95 - 15 303. 759 - 164. 011 6 962. 609 8 9. 50E - 01 0. 00E + 00 2. 99E - 14
0 0 0. 049 909 0 0 0 9. 07E - 05 0 0 9. 07E - 05 0 0
SO2 和 N2及 O2的 混 合 物 , 详 细 参 数 见 表 1 (烟 气
烟气量 / (m3 ·h - 1 ) 1 120 000
烟气温度 / ℃ 70
表 1 烟气工况
SO2 / (μg·L - 1 )
φ(N2 ) / %
2 000
72
φ(H2O) / % 7
φ( CO2 ) / % 14
φ(O2 ) /% 6. 8
R ECYCL E 12 506. 15 2. 69E + 05 259. 427 8 48. 394 55
100 6. 054 265 - 13 565. 525 - 170. 473 5 1 035. 152 0. 867 162 9. 29E - 07 3. 48E - 08 4. 68E - 07 2. 65E - 06 2. 99E - 05 1. 15E - 05
第 22卷 第 1期 2 0 0 9年 2月
污染防治技术 POLLUTION CONTROL TECHNOLOGY
Vol. 22, No. 1 Feb . , 2 0 0 9
ASPEN PLUS软件模拟烟气氨法脱硫
陈茂兵 , 孙克勤 , 徐海涛 , 周长城 , 于爱华 (江苏苏源环保工程有限公司 , 江苏 南京 211102)
温度 / ℃
压力 / kPa
pH 值
焓 / ( kJ·kg - 1 )
熵 / [ J· (mol - K) - 1 ]
密度 / ( kg·m - 3 )
x (H2O)
x ( SO2 ) x (H3O + )
x (O2 )
x ( (N2 )
x (NH3 )
x ( CO2 )
x ( SO24 - )
x ( SO23 - )
( 2) CO2 + 2H2 O = H3 O + + HCO3( 3) HCO3- + H2 O = H3 O + + CO23 ( 4) NH3 + H2 O =NH4+ +OH ( 5) NH3 + HCO3- =NH2 COO - + H2 O ( 6) H2 SO4 + H2 O = H3 O + + HSO4( 7) H SO4- + H2 O = H3 O + + SO24 ( 8) SO2 + 2H2 O = H3 O + + HSO3( 9) H SO3- + H2 O = H3 O + + SO23 ( 10) SO23 - + 0. 5O2 →SO24 ( 11) HSO3- + 0. 5O2 + H2 O →SO24 - + H3 O +
Key words:ASPEN PLUS; flue gas; desulfuration; ammonia; simulation
引 言 燃煤烟气中含有的 SO2 ,是形成酸雨的重要原
因 。“九五 ”以来 ,国家投入了大量人力 、物力脱除 SO2 ,以缓解日益严峻的环境问题 [ 1, 2 ] 。
在氨法湿法烟气脱硫工艺的模拟中 ,由于系统 中含有电解质组分参与反应 ,笔者选择电解质物性 模型中的 ELECNRTL 模型 ,即电解质 NRTL 或度 系数模型作为流程模拟的全局物性模型 。选择好 物性方法后 , ASPEN PLUS自动调用两元交互参
数 、电解质对等内置参数 。选择好物性方法后 ,仍 然在 components页面点击 Elec W izard键 ,可以进 入电解质专家智能系统 ,选择参与电解质反应的组 分 ,筛选反应产物 ,得到一系列电解质反应方程式 , 根据前述假定 ,筛选合适的反应方程式 。规定好组 分和物性模型以及反应方程式后 ,再输入各进料物 流变量 ,然后再输入吸收塔 、反应器 、闪蒸罐 、混合 器 、分流器等模块的参数变量 ,就大致完成了整个 流程 的 输 入 , 而 可 以 进 行 模 拟 。打 开 Control pannel,点击运行按钮 ,即可运行该流程 。
化学式或者英文名 ,可以查找出所需的组分 ,然后 将该组分加入模拟流程中 。
根据前述假定 ,输入所有组分 ,然后选择物性 方法 。
物性方法的选择 ,是学习 ASPEN PLUS流程模 拟中最重要的一个环节 百度文库物性方法选择的正确与 否 ,直接影响到模拟结果的好坏 ,是能否得到精确 可靠模拟结果的关键 。
3 建立工艺流程 3. 1 建立模型
ASPEN PLUS拥有形象简单的用户界面 ,根据 氨法湿法脱硫工艺过程 , 建 立 ASPEN 模型 流程 图 [ 8 - 10 ] ,如图 1所示 。
图 1 氨法烟气脱硫工艺流程模拟
3. 2 组分输入 、物性选择 进入 components页面 ,输入所要添加组分的
S im ula tion of FGD by Amm on ia Ba sed on ASPEN PL US Software
CHEN M ao2bing, SUN Ke2qin, XU Hai2tao, ZHOU Chang2cheng, YU A i2hua ( J iangsu S uyuan Environm en ta l P rotection Eng ineering Co. , L td. N an jing, J iangsu 211102, Ch ina)
x (NH4+ )
x
(
H
SO
3
)
x (NH2 COO - )
x (OH - )
x ( HCO3- ) x ( CO23 - )
GAS - IN 39 287. 58 1. 17E + 06 1. 12E + 06
70 100
- 2 384. 423 6 9. 171 755 1. 048 705 7. 00E - 02 2. 00E - 03 0 0. 068 0. 72 0 0. 14 0 0 0 0 0 0 0 0
Abstract: The model for simulation of wet FGD technics by ammonia is established based on flow - simulated software ASPEN PLUS. The article introduces lots of notice during the p rocess of simulation, such as selection of modules, choice of p roperty, input of parameters and sensitivity analysis. And it also disp lays out the influence of desulfuration by technical parameters such as concen2 tration of absorbent, flux of flue gas, the ratio of F / G, etc.
· 29 ·
吸收液流量 / ( kmol·L - 1 )
2 160
表 2 吸收液参数
吸收液温度 /℃ 35
x (NH3 ) /% 5
x (H2O) /% 95
2 模拟假定 为了简化模拟过程 ,模拟中假定 : ( 1)假定烟气成分为 : H2O、N2 、SO2、CO2 以及
O2 ,而参加反应的为 SO2 和 CO2 ,不考虑 SO3 、卤化 氢以及烟尘的影响 ;
ASPEN PLUS软件 ,是美国艾斯本公司生产制 造的 ,是大型的通用流程模拟系统 ,源于美国能源 部的 20世纪 70年代后期 ,是麻省理工学院 (M IT)
组织开发的新型第三代流程模拟软件 。该软件经 过近 20年来的不断改进 、扩充和提高 ,已先后推出 了 10个版本 ,成为举世公认的标准大型流程模拟 软件 ,用户达上千个 [ 6 ] 。
温度为经过换热器后的温度 ) 。 吸收液的参数见表 2。
收稿日期 : 2008 - 10 - 23 作者简介 :陈茂兵 (1981—) ,男 ,江苏南京人 ,工程师 ,硕士研究 生 ,主要从事火力发电厂烟气脱硫脱硝的技术研究和流程模拟工作。
2009年 2月
陈茂兵等 1ASPEN PLUS软件模拟烟气氨法脱硫
摘 要 :运用流程模拟软件 ASPEN PLUS,模拟了氨法湿法脱除燃煤烟气中的二氧化硫工艺 ,介绍了建立模型过程中的 模块选取 、物性方法的选择 、工艺参数的输入以及灵敏度分析功能 ,考察了吸收剂浓度 、原烟气流量 、液气比等工艺参数对 脱硫效果的影响 。
关键词 : ASPEN PLUS; 烟气 ; 脱硫 ; 氨法 ; 模拟 中图分类号 : X70113 文献标识码 : A
迄今为止 ,烟气脱硫技术种类多达数百种 ,从 吸收剂种类来看 ,主要有石灰石法脱硫工艺 、氨法 脱硫技术 、镁法脱硫技术 、双碱法脱硫技术 、海水脱 硫技术等 。其中氨法脱硫技术以其占地少 、操作费 用经济 、副产品价值高 、无二次污染等为优势 ,在脱 硫行业中占有一定的市场分额 [ 3 - 5 ] 。