摘要：利用 PRO ／ Ⅱ化工模擬軟件，對水煤漿氣化和粉煤氣化過程進行模擬，并將模擬計算值與實際運行值進行比較，誤差小于 2%，模型基本可靠。考察了氧煤比、煤漿濃度以及不同載氣對氣化反應的影響。結果表明：在合理的氣化溫度區(qū)間內，低氧煤比有利于獲得較高的有效氣產量和冷煤氣效率；在有效氣產量相等條件下，全焦工況的氧煤比最大，摻焦次之，全煤工況最小；煤漿濃度的增加，有助于提高合成氣中有效氣組成以及產量；在氣化溫度一定的條件下，氧煤比隨著煤漿濃度的增加而降低，煤漿濃度每提高 1%，氧煤比下降 1%，有效氣產量增加 1%；CO2作為載氣可以提高合成氣中 CO 含量以及有效氣產量；粉煤氣化的冷煤氣效率高于水煤漿氣化，可以達到 80%以上。
關鍵詞：水煤漿氣化 粉煤氣化 PRO ／ Ⅱ 模擬
1 概述
煤氣化是煤質中有機質在一定溫度及壓力下與氣化劑（如蒸汽、空氣或氧氣等）發(fā)生一系列化學反應， 將固體煤轉化成合成氣， 同時副產蒸汽、焦油、灰渣等產品的過程。煤氣化技術的發(fā)展已經有150 余年 ，形成了固定床 、流化床和氣流床三種技術流派［1］。其中以水煤漿或干粉煤為原料的氣流床加壓氣化是現代主流氣化技術。水煤漿氣化技術典型代表為 GE 單噴嘴氣化技術、多噴嘴對置式氣化技術、E-GAS 兩段氣化技術以及多元料漿氣化技術。粉煤氣化技術典型代表為 Shell 氣化技術、GSP氣化技術［2］、航天爐氣化技術及 SE-東方爐氣化技術。
2 煤氣化原理
煤氣化是一個復雜的熱化學過程，主要包括 4個轉化步驟：①煤的裂解，煤在 350~800 ℃發(fā)生快速熱裂解反應，釋放出 CO、H2O、CH4、H2、焦油等有機揮發(fā)分，熱解速率取決于氣化溫度、壓力、煤粒大小等；②部分氧化燃燒，消耗氧產生熱量，為氣化反應提供熱量，生成 CO 和 CO2；③碳的轉化 ，為吸熱反應，將碳、CO2和H2O 轉化成合成氣（CO+H2）；④爐渣的生成和排出， 有些需加助熔劑調節(jié)爐渣黏度。依據氣化條件（溫度、壓力和煤質等）不同，反應程度也各不相同，氧化燃燒反應為氣化反應提供大部分熱量。除了上述主反應外，煤中含有硫、氮、氯及其他有害成分，也在氣化反應的還原性氣氛中轉化為 H2S、N2、NH3、HCN、HCl 等物質。
通過采用 PRO ／ Ⅱ軟件對煤氣化進行模擬，根據氣化技術特點，建模時需要對氣化過程進行適當處理，將氣化爐分解成多個單元模型，通過反復核算、改進，建立起分別適用于水煤漿和粉煤氣化技術的計算模型。
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