流程模擬軟件SysCAD在天窗凈化系統中的應用

邱 峰，武慧芳，楊 影

（東北大學設計研究院（有限公司），遼寧 沈陽 110013）

生產鋁錠是由電解鋁來生成的，電解鋁車間主要污染分為有組織排放和無組織排放兩大類，有組織排放均采用成熟解決方案來進行配套建設，對于無組織排放，還沒有相關處置，屬于新環保領域，超凈排放。無組織排放中主要污染物為氟化氫。在我國冶金化工工程設計中，主要經歷了手算、EXCEL編輯計算，進入90年代，冶金設計院大多數采用Aspen、ChemCAD、SysCAD等軟件進行[1]，隨著技術的進步，國內外設計院均引進澳大利亞Kenwalt公司推出的SysCAD流程模擬軟件，同樣，利用該軟件對環保工藝流程進行模擬計算，并隨時查看系統各物料及元素平衡流量情況。

1 工藝流程模擬計算軟件SysCAD簡介

Kenwalt公司創建于澳大利亞，其中主要開發了流程模擬軟件SysCAD，可以對冶金及化工過程進行全流程模擬計算，該軟件有穩態和動態兩種模式，主要應用領域有粉碎，選礦，濕法冶金，氧化鋁，選礦等[2]。

SysCAD軟件包含通用模塊（General Models）、能量傳遞模塊（Energy Transfer Models）、質量分離模塊（Mass Separation Models）、其它通用模塊（Other General Models）、過程控制模塊（Process Control Models）、粒徑分布模塊（Size Distribution Models）、物性數據模塊（Species Models），每一個模塊都有其相應的功能[3]。

2 應用過程描述

基于該軟件在氧化鋁廠成功應用，以及軟件所含模塊和物種基本滿足天窗噴淋系統，現對電解天窗環保工藝流程模擬來進行詳細描述：

2.1 項目環境建立

首先新建項目文件，然后通過Specie DataBase添加所需物質，并配置相應熱力學參數，軟件本身提供了大約2000種純物質的相關物性數據，如果用戶想自己添加，也可以自行添加，熱力學數據支持CRC、HSC、HTE、Poly等比熱容方程式，數據配置完成后，通過Project configuration來配置項目環境，定義采用模塊等信息，其中特別注意的是，每一個項目應該有一個該項目的物性數據Syscad.MDB和項目配置文件的CfgFiles文件夾，如果還有類似處理同樣物料的工藝流程，可以采用共享CfgFiles文件夾的方式或者在新建項目對話框中采用復制CfgFiles的方式進行項目環境的建立。

2.2 繪制SysCAD流程表

新工藝，首先根據實驗報告，確定工藝模塊，插入相應單元，以本項目為例，首先對項目分解為2個單元，新建2個Graphics，并命名為01Spray，02Absorption liquid treatment unit，在Graphics中，插入通用模塊（General Models）、質量分離模塊（Mass Separation Models）、過程控制模塊（Process Control Models）中的模型，對整套工藝路線進行流程搭建，然后把設備之間進行連接。

2.3 模型配置數據及化學反應

首先在Skylight_flue_gas中，選擇MF頁面，把煙氣成分含量按照表1輸入進去。

表1 天窗的污染煙氣的主要成分為%

2.4 定義化學反應

天窗污染煙氣通過吸收液噴淋系統進行污染物吸收，吸收后的飽和溶液送至吸收液處理單元進行處理。吸收單元主要反應如下：

在吸收單元RB頁面下編輯如上化學反應。

吸收液處理單元主要化學反應如下：

Ca(OH)2+2NaF(a)=CaF2+2NaOH(a)

x（NaF）=0.95

2.5 添加控制連鎖

添加通用控制，吸收液流量控制天窗煙氣量，氟化鈉含量控制石灰乳添加量。

2.6 生產報表

報表功能為雙向功能，可以從excel數據到SysCAD，

也可以從SysCAD標簽數據輸送到excel。

3 SysCAD軟件的優勢及存在問題

3.1 SysCAD軟件的優勢

利用該軟件可以實現計算過程程序化，并實現連鎖控制，計算準確而且快速，計算過程也比較規范，能夠提高設計效率。

3.2 SysCAD軟件存在的問題

模塊數量較少，應用范圍有限，對后臺模塊編輯原理應該對軟件管理員開放，方便設計單位對其二次開發及應用。

4 展望

SysCAD軟件系列軟件已經在冶金行業廣泛使用，而且使用效果很好，可以滿足國內外項目要求，通過該軟件與實際數據不斷結合，可以實現在線實時控制及全廠自動化控制，同樣可以縮短設計周期，提高設計效率和設計質量。