煤热解直接制甲烷流程模拟与优化.pdfVIP

第51卷第1期化学工程Vol.51No.1

2023年1月CHEMICALENGINEERING(CHINA)Jan.2023

煤热解直接制甲烷流程模拟与优化

杨志远²，张琪，宋晓宇，汪广恒，何明辉，汪静雯

（1.西安科技大学化学与化工学院，陕西西安710054；2.自然资源部煤炭资源勘查与综合

利用重点实验室，陕西西安710021）

摘要：为实现低变质煤高效分级利用、减少能耗、提高能源利用率，缓解我国天然气短缺问题，文中提出了一种将煤

热解与半焦气化甲烷化集成直接制富甲烷气体的技术。利用AspenPlus构建了该系统的流程模型，通过引人Ca

（OH)作为CO,捕收剂来调节产气组分，将高温产气回流用于煤的预热、降低能耗的同时也提高了甲烷产率。通过

分析热力学平衡状态下主要操作参数对于产物的影响，确定了适宜的操作范围，并对耦合系统进行能量分析。结

果表明：操作压力大于3MPa，出口温度控制在350—550℃，水煤比（质量比）为0.3，钙煤比（质量比）为1.1的条

件下有利于提高CH4产量，抑制CO,产出。耦合系统相较于传统单一工艺，在节能减排，提高产品质量上具有一定

优势。

关键词：煤制甲烷；AspenPlus；流程耦合；工艺优化；能量分析

中图分类号：TE665.3;TQ546文献标识码：A文章编号：1005-9954(2023)01-0074-04

D0I:10.3969/j.issn.1005-9954.2023.01.015

Simulationandoptimizationofcoalpyrolysisprocess

formethaneproduction

YANGZhi-yuan2,ZHANGQi,SONGXiao-yu,WANGGuang-heng,HEMing-hui,WANGJing-wen

(1.CollegeofChemistryandChemicalEngineering,XianUniversityofScienceandTechnology,

Xian710054,ShaanxiProvince,China;2.KeyLaboratoryofCoalResourcesExplorationand

ComprehensiveUtilizationofNaturalResources,Xian710021,ShaanxiProvince,China)

Abstract:Inordertorealizethehigh-efficiencyutilizationoflow-metamorphiccoal,reduceenergyconsumption,

improveenergyefficiency,andalleviatetheshortageofnaturalgasinChina,atechnologytodirectlyproduce

methanerichgasbyintegratingcoalpyrolysisandsemicokegasificationmethanationisproposed.Theprocess

modelofthesystemisbuiltbyAspenPlus.Ca(OH)2isintroducedasaCO2collectortoadjustthegasproduction

component,andthehigh-temperaturegasproductionrefluxisusedforcoalpreheating,whichnotonly