焦炭在固定床反应器中的CO_2气化实验研究

在固定床反应器上研究了焦炭在CO2 气氛下的气化反应，分析了气化温度和颗粒大小，以及颗粒表面灰的聚集对气化反应的影响。采用两段阶梯式气化方法和扫描电镜（SEM），研究气化反应过程中灰的附着对气化效果的影响。结果表明，温度对气化反应有积极影响，在950 C～1265 C范围内温度越高气化效果越好，在1265 C时，焦炭转化率高达95％。颗粒粒径在小于20mm时，其变化对气化效果的影响不明显，而大于20mm时气化效果有明显的伴随下降趋势．这对于固定床气化焦炭时对焦炭的选取具有指导意义。

新型固定床气化模拟及验证

为探究新型固定床气化炉工艺操作条件。选用低阶煤,煤颗粒平均粒径10 mm,加煤量35 kg/h,氧气量10 m^(3)/h,运行压力设定为0.1 MPa进行试烧试验。分别进行Fluent动力学数值模拟与Aspen Plus热力学数值模拟,与实际试烧数据对比。结果表明,Fluent模拟的上出气口CO、H_(2)、CH_(4)、CO_(2)体积分数与试烧的绝对误差分别为0.027、0.010、0.020、-0.057,下出气口CO、H_(2)、CH_(4)、CO_(2)模拟体积分数与试烧绝对误差分别为-0.038、0.007、0.003、0.037,而Aspen Plus上出气口CO、H_(2)、CH_(4)、CO_(2)模拟体积分数与试烧的绝对误差分别为0.025、-0.028、0.012、-0.009,下出气口CO、H_(2)、CH_(4)、CO_(2)模拟体积分数与试烧数值的绝对误差分别为-0.022、0.010、0.002、0.010,Aspen Plus模拟结果除上出气中H_(2)体积分数的绝对误差为-0.028,其余各组分的误差绝对值≤0.025,因此选择该模型进一步研究O_(2)流量与煤质量流量比(O_(2)/煤)及H_(2) O与煤的质量流量比(H_(2) O/煤)对煤气组成的影响。发现当O_(2)/煤为0.328,H_(2)O/煤为0.405时,上、下两段出气表现出较好的特性,热值较高,均达11 MJ/m^(3)以上,可作为气化过程中的推荐操作参数。