流程模拟软件SysCAD在天窗净化系统中的应用

邱 峰，武慧芳，杨 影

（东北大学设计研究院（有限公司），辽宁 沈阳 110013）

生产铝锭是由电解铝来生成的，电解铝车间主要污染分为有组织排放和无组织排放两大类，有组织排放均采用成熟解决方案来进行配套建设，对于无组织排放，还没有相关处置，属于新环保领域，超净排放。无组织排放中主要污染物为氟化氢。在我国冶金化工工程设计中，主要经历了手算、EXCEL编辑计算，进入90年代，冶金设计院大多数采用Aspen、ChemCAD、SysCAD等软件进行[1]，随着技术的进步，国内外设计院均引进澳大利亚Kenwalt公司推出的SysCAD流程模拟软件，同样，利用该软件对环保工艺流程进行模拟计算，并随时查看系统各物料及元素平衡流量情况。

1 工艺流程模拟计算软件SysCAD简介

Kenwalt公司创建于澳大利亚，其中主要开发了流程模拟软件SysCAD，可以对冶金及化工过程进行全流程模拟计算，该软件有稳态和动态两种模式，主要应用领域有粉碎，选矿，湿法冶金，氧化铝，选矿等[2]。

SysCAD软件包含通用模块（General Models）、能量传递模块（Energy Transfer Models）、质量分离模块（Mass Separation Models）、其它通用模块（Other General Models）、过程控制模块（Process Control Models）、粒径分布模块（Size Distribution Models）、物性数据模块（Species Models），每一个模块都有其相应的功能[3]。

2 应用过程描述

基于该软件在氧化铝厂成功应用，以及软件所含模块和物种基本满足天窗喷淋系统，现对电解天窗环保工艺流程模拟来进行详细描述：

2.1 项目环境建立

首先新建项目文件，然后通过Specie DataBase添加所需物质，并配置相应热力学参数，软件本身提供了大约2000种纯物质的相关物性数据，如果用户想自己添加，也可以自行添加，热力学数据支持CRC、HSC、HTE、Poly等比热容方程式，数据配置完成后，通过Project configuration来配置项目环境，定义采用模块等信息，其中特别注意的是，每一个项目应该有一个该项目的物性数据Syscad.MDB和项目配置文件的CfgFiles文件夹，如果还有类似处理同样物料的工艺流程，可以采用共享CfgFiles文件夹的方式或者在新建项目对话框中采用复制CfgFiles的方式进行项目环境的建立。

2.2 绘制SysCAD流程表

新工艺，首先根据实验报告，确定工艺模块，插入相应单元，以本项目为例，首先对项目分解为2个单元，新建2个Graphics，并命名为01Spray，02Absorption liquid treatment unit，在Graphics中，插入通用模块（General Models）、质量分离模块（Mass Separation Models）、过程控制模块（Process Control Models）中的模型，对整套工艺路线进行流程搭建，然后把设备之间进行连接。

2.3 模型配置数据及化学反应

首先在Skylight_flue_gas中，选择MF页面，把烟气成分含量按照表1输入进去。

表1 天窗的污染烟气的主要成分为%

2.4 定义化学反应

天窗污染烟气通过吸收液喷淋系统进行污染物吸收，吸收后的饱和溶液送至吸收液处理单元进行处理。吸收单元主要反应如下：

在吸收单元RB页面下编辑如上化学反应。

吸收液处理单元主要化学反应如下：

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

x（NaF）=0.95

2.5 添加控制连锁

添加通用控制，吸收液流量控制天窗烟气量，氟化钠含量控制石灰乳添加量。

2.6 生产报表

报表功能为双向功能，可以从excel数据到SysCAD，

也可以从SysCAD标签数据输送到excel。

3 SysCAD软件的优势及存在问题

3.1 SysCAD软件的优势

利用该软件可以实现计算过程程序化，并实现连锁控制，计算准确而且快速，计算过程也比较规范，能够提高设计效率。

3.2 SysCAD软件存在的问题

模块数量较少，应用范围有限，对后台模块编辑原理应该对软件管理员开放，方便设计单位对其二次开发及应用。

4 展望

SysCAD软件系列软件已经在冶金行业广泛使用，而且使用效果很好，可以满足国内外项目要求，通过该软件与实际数据不断结合，可以实现在线实时控制及全厂自动化控制，同样可以缩短设计周期，提高设计效率和设计质量。