不同结构气化炉激冷室气液两相流的数值模拟

针对目前工业用激冷室存在的粗合成气洗涤效果不佳、破泡器堵渣等问题,提出了改变液池直径与下降管直径之比、在床层内减少破泡条、调整单层破泡条节距等调整方案,基于双流体模型和群平衡模型对含破泡条的激冷室进行了三维CFD模拟,比较了70%、100%、110%负荷下的液相含率、速度分布、湍动能分布、涡分布、气泡直径分布等,结果表明:调整后激冷室中的气泡直径更小,洗涤效果更好,气液两相传质传热更加充分,且能适应不同负荷工况。

GSP气化技术的发展与优化

GSP气化技术是一种先进粉煤加压气化技术,其500MW气化炉已经在国内得到工业化应用。文章主要介绍其技术的起源、国内外的应用发展情况、技术优势,并探讨分析500MW工业装置试车及试生产过程中暴露的重大问题及技改优化措施。对GSP气化工艺技术的进一步完善和发展有一定的借鉴意义。

煤化工气化循环水系统除硅及其影响因素分析

煤化工气化循环水因硅质量浓度过高造成工艺设备和管道结垢、堵塞,严重制约系统长周期稳定运行。对煤化工气化循环水系统除硅进行了研究。结果表明:除硅的最佳工艺条件为pH值11.4,除硅剂投加量200 mg·L^(-1),PAM投加量4 mg·L^(-1),沉降时间2 h。在此条件下,除硅剂均具有较好的除硅效果,硅去除率均可达90%以上,最高的硅去除率可达97.4%,SiO残余量均可降低至20 mg·L以下,且除硅剂B6的除硅效果略优于除硅剂C,而除硅剂C的吨水处理成本略低于除硅剂B6。

CO2近零排放的煤气化燃料电池发电技术及挑战

煤气化燃料电池发电(IGFC)是一种新型煤电技术,可大幅提高煤电效率,实现CO2及污染物近零排放。介绍了IGFC技术原理、优势及现状,调研了高温燃料电池的国内外进展,并介绍了正在开展的国家重点研发计划IGFC项目情况。利用Aspen软件建立合成气燃料电池发电系统模型,对即将开展的MWth级IGFC示范系统进行模拟和分析,并与天然气燃料电池发电系统进行比较。同时根据目前研究进展情况,总结了CO2近零排放的IGFC系统主要的技术挑战,包括电堆开发、多堆模块设计、尾气燃烧、热量回收和系统控制等方面,为后续MWth级IGFC系统开发及示范提供方向指导。

煤化工气化水系统优化研究

煤化工气化水系统因优质再生水水质差于脱盐水,伴随废水外排量的减少,造成煤化工气化水系统设备管道结垢频繁、气化炉运行周期短、检维修频繁的问题。针对以上问题,对气化水系统结垢原因和工艺进行了研究。研究表明:结垢的主要原因是水中的硅和钙在系统中超饱和状态,在稳定度、压力不同的情况下,导致系统结垢严重;通过“旁滤”原理对原有工艺进行优化,可以减轻气化水系统管道、设备结垢,确保气化水系统长周期稳定运行。“旁滤”系统现场小试试验结果表明,除硅剂投加量为600 mg·L^(-1)、软化剂投加量为350 mg·L^(-1)时,硬度<300 mg·L^(-1)、硅质量浓度<30 mg·L^(-1)、悬浮物<50 mg·L^(-1)、总碱度<10 mmol·L^(-1),每吨水处理成本为1.83元。

气化滤饼脱水改造技术方案比选应用及资源化利用

气化装置黑水处理单元细渣经处理后滤饼水含量在60%,高水含量对运输成本、环境保护、检修成本影响较大。采用四种不同过滤技术开展现场试验,通过综合比选,经技改后滤饼水含量将至45%,显著降低了运输、填埋成本。技改虽然能降低滤饼中水含量,但从可持续发展、资源化利用角度出发,滤饼的综合回收利用才是今后发展趋势,降低渣场填埋量,提高经济价值。

煤气化燃料电池发电系统模拟及分析

煤气化燃料电池发电技术(IGFC)是一种高效,清洁的新型煤电技术,与二氧化碳捕集与封存(CCS)技术相结合可实现真正意义上的CO_2近零排放,是未来清洁煤电技术的发展方向。本文参照美国能源部(DOE)报告中的百MW级IGFC系统工艺流程,利用Aspen plus软件建立了IGFC系统模型,模型包含煤气化、合成气净化、燃料电池发电、尾气燃烧、CO_2捕集等模块;模拟结果显示,系统主要物流模拟误差基本控制在2%以内,验证了模型准确性。以电力为单位计算系统各个模块的发、耗电量,进而得到系统发电效率。在模型的基础上模拟分析了不同操作工况,如操作压力、进料甲烷含量对系统效率的影响,结果表明:提高系统操作压力和进料中甲烷含量可以显著提高IGFC系统电效率。最后,结合研究结果对优化IGFC系统效率提出若干建议。

费托合成尾气燃料电池发电系统模拟与分析

费托合成尾气富含氢气、一氧化碳和甲烷等组分,热值达到17 MJ/Nm^3。本文根据费托合成尾气组成特点,提出将其用于高温燃料电池发电,并设计了费托合成尾气燃料电池发电系统流程。利用Aspen建立了费托合成尾气燃料电池发电系统模型,模拟结果表明:每标方费托合成尾气可发电约2.9度,系统发电效率达到60%以上,远高于常规的同等规模燃气发电系统效率(约30%～43%),是一种费托合成尾气高效利用方式。