煤炭气化技术是煤炭资源清洁利用及向绿色工业生态发展的重要方向.煤炭气化过程数学模型具有诠释气-固复杂反应机理、分析气化工艺参数、预测气化产品特性等技术优势,是煤炭气化过程实现工程优化设计的重要理论基础.系统分析与综述了近年来煤炭气化过程热力学平衡模型、反应动力学模型、计算流体动力学CFD模型、降阶模型和智能化等相关模型构建的研究进展.针对煤炭气化模型研究,重点阐述了基于数据驱动的煤炭气化过程智能模型构建和简化及其相关参数优化的最新研究成果,深入分析了融合煤炭气化反应机理的智能化模型构建的研究工作.针对煤气化生产过程模型研究,重点阐述了在目标规划下的智能模型构建,分析了基于气化生产过程目标模型求解的差分进化算法DE、粒子群优化PSO、遗传算法GA等优化算法的构建,并阐述了Aspen plus模拟软件在目前气化模拟过程中的应用及基于该软件模拟模型的目标优化算法的改进等研究.同时,提出开发具有煤气化反应动力学等机理信息的智能化模型,气化整体流程中融入局部流体动力学等细节信息的跨尺度模拟模型将是未来气化模型研究的主要发展方向.其中对气化过程初始样本的合理选择、模型算法寻优性能的有效改进、模型优化准则的选取策略等研究是智能化模型的研究热点.
煤炭气化 数学模型 智能模型 煤炭清洁利用