户用型上吸式棉秆气化炉气化性能的试验研究

针对户用型上吸式棉秆气化炉在不同风机转速下的产气情况,采用岛津GC5A型气相色谱仪进行测试分析。结果表明,在气化炉稳定反应条件下,不同转速时所产生气体中的H2含量都极低;风机转速在350～450r/min时,可燃气CH4含量较高。

基于合成气分流的双联流化床气化性能评价

针对双联流化床的热量调控,设计了一种将合成气部分分流至燃烧反应器实现热量平衡的双床气化系统,利用Aspen Plus软件搭建了合成气分流系统模型,对比传统双联流化床系统,评估两种系统在气体组分、合成气热值、有效气体产率以及系统效率方面的差异,研究了气化温度(T)以及水蒸气和生物质质量比r(r=mS/mB)对两种系统热力学性能的影响.研究结果表明:合成气分流至燃烧反应器可以提高合成气热值,而有效气体产率、系统热效率和㶲效率低于传统双联流化床系统;随着气化温度、r的增加,两种系统的气体组分、有效气体产率以及合成气热值的变化趋势相同;两种系统的热效率和㶲效率均随着气化温度、r的增加而减少,系统最高热效率可达74.1%,最高㶲效率可达54.4%.

添加剂对催化气化工艺中煤灰结渣性及气化性能影响研究

煤催化气化工艺中碱金属催化剂的引入加剧了气化炉的结渣,直接影响了流化床气化炉的正常操作。煤灰的烧结特性是流化床气化炉结渣的主要影响因素之一。通过自制的压差法烧结温度测定实验装置,并结合XRD等分析表征及Factsage热力学软件模拟计算,考察了不同添加剂对煤灰烧结特性及气化性能的影响,并从矿物学角度探讨了添加剂对煤灰结渣特性及气化工艺的影响。结果表明,添加硅铝系添加剂可提高煤灰的烧结温度;相比硅系添加剂,添加高铝系添加剂对改善煤灰的烧结温度效果更明显;高铝系添加剂可作为一种高效的阻熔剂,但因在气化过程中容易同催化剂反应,导致催化剂催化性能降低,对煤的气化活性及催化剂回收率产生不利影响;添加氧化钙添加剂,煤的灰熔温度及烧结温度均增加,随氧化钙含量增加,灰熔点及烧结温度均升高,且对气化活性及催化剂回收率有良性作用;氧化钙可作为改善煤种结渣性的添加剂用于催化气化工艺中,需根据煤种性质及工艺特点确定适宜的添加量。

基于两段式水煤浆气化的气化参数对气化性能的影响

利用Thermoflex建立基于两段式水煤浆气化的气化岛流程模型,对影响两段式水煤浆气化性能的气化参数进行分析,研究二段给煤比对气化性能的影响.结果表明,随着二段给煤比的增加,合成气的有效气含量降低,而冷煤气效率先升后降.二段给煤比存在最佳值,综合考虑气化温度和冷煤气效率,最佳二段给煤比为0.1 ～0.15.

准格尔矿区6煤层煤炭资源气化性能适应性评价

为了评价准格尔矿区煤炭资源气化性能的适应性,选择矿区主采煤层6煤层为研究对象,采用资料收集和实地采样测试等方法,对6煤层煤质数据进行了系统分析研究。在此基础上,探讨了不同的煤炭气化工艺对原料煤煤质指标的要求,将6煤层各项煤质数据与煤炭气化对煤质指标要求进行了对比,对其适宜气化性能进行了评价。结果表明:准格尔矿区6煤层属于变质程度较低的煤种,煤质表现为低水分、中灰、低硫、较高软化温度灰、较高流动温度灰、无黏结性、高热稳定性、中等可磨等特点,根据气化工艺对原料煤各项指标要求,各井田6煤层均适合于常压固定床气化工艺,部分井田还适合水煤浆气流床和干煤粉气流床气化工艺,但各井田6煤层均不适合流化床气化工艺。

气化参数对干煤粉气化炉气化性能影响的仿真研究

煤气化技术是实现煤清洁、高效利用的有效途径。基于质量、能量守恒和化学平衡,建立了干煤粉气化炉的热力学平衡模型。运用Labview软件仿真计算,分析了气化参数氧煤比和汽煤比对干煤粉气化炉气化性能的影响,仿真结果与相关文献较吻合,为干煤粉气化炉的工业操作提供理论依据。

准格尔矿区长滩井田6煤层常压固定床气化性能评价

不同的气化工艺技术对煤质的要求是不同的,选择气化工艺前,应先对原料煤煤质进行分析研究。为了评价准格尔矿区长滩井田6煤层常压固定床气化可行性,通过收集井田煤质数据资料和有针对性的实地采样测试分析,论述了长滩井田6煤层煤质特征,主要对全水分、灰分、全硫、煤灰熔融性软化温度、黏结指数等指标数据进行了统计与分析,将各项指标与常压固定床气化工艺对煤质要求进行了对比。结果表明:长滩井田6煤层属于低变质程度煤种,煤质表现为低全水分、低灰-中灰、低硫、较高软化温度灰、无黏结性、高热稳定,根据常压固定床气化工艺对原料煤各项指标要求,长滩井田6煤层适合作为常压固定床气化工艺用原料煤。

基于FLUENT的粉浆配比对气化性能的影响

以单喷嘴粉浆气化炉为研究对象,深入了解了气化反应机理,基于FLuent软件分别建立了气化炉的热力学模型和动力学模型;对气化炉内粉浆气化过程进行了数值模拟,详细分析了投煤量为1500 t/d的单喷嘴粉浆气化炉采用不同粉浆配比时对气化炉性能的影响;结果表明:在氧煤比一致的条件下,随着粉浆配比的增加,气化炉温度升高,有效气组分和产量随之增加,碳转化率略有提升。

准格尔矿区玻璃沟井田6煤层煤质特征及气化性能评价

原料煤煤质的研究是选择气化工艺的基础,若选择不当,将导致煤气化过程无法高效运行。为了准确评价内蒙古准格尔矿区玻璃沟6煤层气化可行性,通过大量收集资料和有针对性的实地采样测试分析,论述了玻璃沟井田6煤层煤质特征,主要对全水分、灰分、全硫、煤灰熔融性软化温度、黏结指数等指标数据进行了统计与分析,将各项指标与气化工艺对煤质要求进行了对比。结果表明:玻璃沟井田6煤层属于低变质程度煤种,煤质表现为低全水分、低灰-中灰、低硫、较高软化温度灰、较高流动温度灰、无黏结性、高热稳定性、反应性较差、中等可磨,根据气化工艺对原料煤各项指标要求,玻璃沟井田6煤层适合作为常压固定床和气流床气化工艺用原料煤。

煤基多联产中两种煤气化工艺的模拟与性能比较

以Aspen Plus为模拟工具,采用Gibbs最小自由能反应平衡方法建立了煤气化反应模型,分别模拟了水煤浆气流床的代表Texaco气化工艺、粉煤气流床的代表Shell气化工艺,分析了合成气成分、热值、冷煤气效率、氧耗率、煤耗率等性能指标,探讨了水煤浆浓度、氧煤比、煤种对气化性能的影响,并对两种气化工艺的模拟结果进行了比较。结果表明:在煤的成浆性允许范围内,提高水煤浆浓度有利于提高合成气有效气体含量,可获得更高冷煤气效率;在保证碳转化率的前提下,应尽量降低氧煤比,获得更优气化性能;挥发分高、灰分低的煤种,气化性能更好;粉煤气化的氧耗率、煤耗率低于水煤浆气化,其气化性能更为先进。

气化剂对气流床煤气化炉性能的影响

为研究不同的气化剂组合对气流床煤气化炉性能的影响,针对我国具有自主知识产权的两段式干煤粉气化炉进行了数值模拟研究。利用所建立的数学模型,分析了典型工况下炉膛内部温度及组分的变化规律,并详细讨论不同气化剂对气化过程、煤气成分及气化效率的影响规律。结果表明:炉膛温度随着高度的增加逐渐降低,这与化学反应过程有关;在所讨论的四种气化剂组合中,气化剂为O2/H2O或O2/CO2时气化效率较高,气化剂为空气时气化效率最低,且煤气品质较差。

气化参数对IGCC系统中气化炉性能的影响

首先单独对气化炉出口合成气成分含量进行核算,计算结果与文献基本吻合.然后建立200 MW级整体煤气化联合循环(IGCC)系统模型,对基本参数下的IGCC系统进行计算,得出整个系统的性能参数.最后对不同气化参数温度、水煤浆浓度、氧气浓度、O/C比的气化炉性能及其整个IGCC系统效率进行比较,分析不同气化条件下的合成气成分体积含量、冷煤气效率、有效气(CO+H2)体积含量、比氧耗、比煤耗及整个IGCC系统效率的变化.结果表明:提高水煤浆的浓度,有利于提高气化炉的冷煤气效率;气化温度对IGCC系统性能影响较大;提高氧气浓度有利于提高气化冷气效率和系统的效率,本系统对应的最佳O/C比为1.02左右.

浅议灰含量及助熔剂对气流床粉煤气化炉性能的影响

气流床粉煤气化炉是一种比较常见的设备,在工业生产中广泛使用,占有举足轻重的作用,而性能往往是设备的主要参考指标,气流床粉煤气化炉性能受煤中灰含量和助熔剂的影响最大。

开架式气化器温度特性实验研究

基于开架式气化器(ORV)的特殊换热管结构,以液氮替代液化天然气介质,建立了一套ORV传热实验系统,针对两种换热管型式进行了不同处理量气化实验,分别从全温度测点均匀性评价、管内外热平衡、热源水温降等指标验证了系统的可靠性,考察了流量对气化出口温度的影响,获得了液氮气化沿程的主流温度分布。计算结果表明,在不结冰工况下,传统ORV较超级ORV的气化性能更优。

小型生物质气化炉HEGF-2的设计及实验研究

针对目前小型生物质气化炉结构存在的缺陷,设计了一种小型生物质气化炉,并以其为研究对象,自行搭建了实验台,进行了实验研究。实验中,通过改变气化剂空气流量,分析了气化剂空气流量对气化炉性能的影响,并通过改变燃气配风量得到了配风量对气化炉烟气排放的影响。实验结果表明,HEGF-2型生物质气化炉具有结构简单、成本低、运行稳定、换热充分、产气品质和热值高、节能环保等优点。

无机添加剂对工业造气型煤性能的影响

选用3种不同产地的无烟煤为原料,加工成的造气型煤,对其机械强度、灰熔融性、热稳定性和固硫效果进行了研究。认为无机组分对上述特性有显著的影响,适当优化添加剂的配方可改善型煤的气化性能。

秸秆气化与煤混燃发电成本分析

基于常压气化炉模型,采用空气作为气化介质,对水分含量分别为1 0%,2 0%和3 0%的秸秆气化过程进行了研究,并计算了气化炉的主要性能指标。以气化效率最高为气化最佳运行工况点,计算了秸秆气化系统热利用率以及秸秆气化与煤混燃发电和秸秆直燃发电的供电成本。结果表明:秸秆水分含量和气化炉运行温度对气化过程及性能有较大的影响;随着运行温度升高,气化效率有一最大值,此值随秸秆水分含量增加而降低;秸秆气化合成气与煤混燃发电的供电成本低于秸秆直燃发电的供电成本,其差值随秸秆价格增加而增大。

竹材下吸式固定床气化中试试验及其产物的增值应用

生物质气化技术可将物质原料转化为高热值可燃气和生物质炭,可燃气可用于供热或发电,生物质炭可制成高比表面积活性炭。以毛竹为原料,采用一套产能为340 kW的下吸式固定床气化发电系统,研究气化工艺对可燃气品质和气化炉性能的影响,并采用KOH化学活化法开展气化副产物竹炭的活化试验,研究活化工艺对活性炭性能及其吸附甲基橙染料的影响。试验结果表明:随着进气量从400 m^(3)/h增加至800 m^(3)/h,可燃气的品质和气化性能都有所增加,通过连续24 h的高负荷运行,发现可燃气的最高低位热值为5.20 MJ/Nm^(3),气化炉的原料消耗、产气量和冷气效率的最大值分别为700 kg/h、1 400 m^(3)/h和57.87%,最优工况下可发电340 kW;选用氢氧化钾活化剂对竹材气化炭进行活化制备竹质活性炭,结果表明,当活化温度和碱炭比分别为900℃和3∶1时,活性炭的比表面积、总孔容和碘吸附值均达到最大值,分别为1 338.55 m^(3)/g、0.900 cm^(3)/g和1 849.50 mg/g,表明毛竹气化炭是制备活性炭的优质原料;气化毛竹活性炭对甲基橙的最大吸附量为212.77 mg/g,该吸附过程与Langmuir和Freundlich等温线模型的相关性均表现良好(R;>0.99),且符合准二级吸附动力学方程。

煤气化工艺研究

利用Aspen Plus软件对贵州桐梓煤进行粉煤气化工艺模拟,分别研究了载气类型、煤/载气质量、煤/气化剂质量比对桐梓煤气化性能的影响,研究发现在相同进料条件下,惰性载气对煤气化性能的影响较小,而煤气化剂的量直接影响煤的气化温度及合成气的组成。计算结果对应粉煤气化工艺有一定的参考价值。

粉浆气化炉内流场分布数值模拟研究

为了深入分析粉浆耦合气化技术的反应机理,以粉浆气化炉为研究对象,分别建立了气化炉的热力学模型和动力学模型。基于Fluent软件,对气化炉内粉浆气化过程进行了数值模拟和优化分析,考察了炉侧水煤浆喷嘴入射角度的变化对气化性能的影响。结果表明:采用顶部喷嘴干粉进料的粉浆气化装置是可行的,该进料方式可有效保护气化炉拱顶不受高速气流冲击的影响;随着炉侧水煤浆喷嘴入射角度的减小,颗粒停留时间延长,碳转化率提高,合成气组分更理想,但炉侧水煤浆喷嘴入射角度不宜过小。