TBCFB合成气制甲醇工艺过程的概念设计和计算机模拟

刘叶刚，张忠林，侯起旺，杨景轩，陈东良，2，郝晓刚

（1太原理工大学化学化工学院，山西太原 030024；2上海电气集团国控环球工程有限公司，山西太原 030001）

引言

我国富煤、贫油、少气的能源特点和能源利用现状决定了在未来一段时间内煤炭在我国能源消费中仍占主导[1-2]。而以洁净能源和化学品为目标产品的现代先进煤化工，能有效提高煤炭的利用效率，降低污染物的排放，并有助于构建煤炭-能源-化工一体化的产业结构[3]。其中煤制甲醇是现代新型煤化工的重要组成部分。甲醇作为重要的基础原料，在化工、医药等行业都有广泛的应用[4-8]。我国作为最大的甲醇消费国和生产国，甲醇消费约占全世界甲醇使用量的58%，其中煤制甲醇占我国甲醇生产量的70%左右[9-10]。然而传统煤基甲醇生产仍然存在能量利用率低、能耗大的问题，如以水煤浆气化为气源的甲醇生产，能量转化效率仅为54%。所以节能减排，提高能量利用效率，降低碳排放，助力“碳中和”目标实现仍为煤制甲醇研究的重点[11-12]。

煤气化技术是现代新型煤化工发展的基础，也是煤基甲醇生产的核心[12]。Tsutsumi 等[13]提出的三塔式循环流化床(TBCFB)技术能有效提高煤炭的利用效率，提升煤炭综合利用水平[14-16]。目前已有研究者对其流动特性、传热传质、反应器结构及反应等进行研究，推动其向工业应用的发展[17-20]。该技术还可以耦合甲醇合成、蒸汽-燃气循环发电等技术，构建以TBCFB 为核心的煤基多联产系统，充分发挥其分级转化的优势，提高煤炭能量利用效率。……