加压循环输送床燃烧技术

介绍了由美国南方公司电力系统开发研究所近年来开发的加压循环输送床燃烧器的结构、特点。

热解温度和反应气氛对输送床煤快速热解的影响

在连续进料量为1.2 kg·h^(-1)的输送床反应器中考察了热解温度和反应气氛对不连沟次烟煤快速热解的影响。N_2气氛下,随着煤热解温度升高,焦油产率先增加后减小,600℃时达到最大值10.3%;对应的半焦产率下降,气体产率以及气油比增加。高温促进了煤挥发分的释放以及挥发分在气相中的二次反应,部分产物从固相和液相产品转化为气相产品,氢气、甲烷和乙烯等气体组分的产率明显增加。700℃下,H_2气氛能够抑制挥发分二次反应的发生,起到稳定自由基和加氢的作用,显著提高焦油产率和油品品质,同时有利于甲烷的生成。CO气氛在一定程度上同时提高了轻质和重质焦油产率。CO_2和水蒸气能够促进焦油的二次反应,特别是重质焦油的裂解,具有一定的提质作用,但会导致焦油产率下降。CH_4气氛促进了重质焦油组分的生成,使得热解焦油产率提高。

南川地区高硫铝土矿稀相输送床焙烧特征

在稀相输送床焙烧装置中对全硫质量分数为1.35%的高硫铝土矿进行焙烧脱硫,通过对焙烧前后铝土矿中硫物相、矿物组成、微观和宏观结构及氧化铝溶出效果的分析,探讨焙烧温度对脱硫效率和焙烧矿加工性能的影响规律。结果表明:输送床低温焙烧可实现高硫铝土矿在数秒内快速脱硫,输送床中含水矿物的脱水反应进程明显滞后于脱硫反应进程,与堆积态热分析结果有明显区别;FeS_(2)脱硫反应伴随着Fe_(2)O_(3)吸收SO_(2)的反应,高温又使得硫酸盐分解;输送床快速焙烧-冷却方式大幅度增加了焙烧矿的比表面积,同时使Al-O矿物微晶尺寸细化,有利于Al_(2)O_(3)溶出;在试验设定的焙烧温度范围内,温度与脱硫率、Al_(2)O_(3)溶出率正相关;综合考虑焙烧能耗和焙烧矿的溶出性能,高硫铝土矿的焙烧温度宜选取在600℃左右,硫化物型硫质量分数可以降低到0.01%,氧化铝相对溶出率可以达到99%以上。

Ni/Al_(2)O_(3)催化剂输送床甲烷化反应特性

采用浸渍法制备了三种NiO含量的催化剂,即αNi/Al_(2)O_(3),并对其在输送床反应器中的甲烷化特性进行了实验研究,考察了操作气速、松动风速、气体预热温度等操作条件对颗粒循环速率和催化性能的影响。结果表明,提高松动风速可以增加提升管内催化剂颗粒浓度,从而促进CO的转化;操作气速提高同样可以增加颗粒循环速率,但同时大大缩短气体在反应器内的停留时间,从而导致反应器出口CO转化率降低;催化剂的催化活性随着气体预热温度的升高显著提高,15Ni/Al_(2)O_(3)催化剂在气体预热温度为500℃,表观气速为2.1 m/s时,CO转化率仍高达83%;20Ni/Al_(2)O_(3)催化剂在气体预热温度为450℃,表观气速为2.1 m/s时,CO转化率高达98.7%;10Ni/Al_(2)O_(3)催化剂在气体预热温度为500℃,表观气速低于1.2 m/s时,CO转化率也可达95%,说明输送床甲烷化反应工艺适用较低活性组分含量的Ni基催化剂。

输送床反应器热煤气脱硫工艺研究

为获得影响Fe/AC（活性炭担载金属氧化物）脱硫剂热煤气脱硫效率的工艺条件,对M/AC脱硫剂在输送床反应器上进行了热煤气脱硫试验。研究表明,输送床反应器脱硫可实现连续稳定运行。完成了模拟气氛下热态脱硫试验,模拟气氛为N2＋H2S,试验压力0.1~1.0 MPa。输送床反应器脱硫温度160~180℃,再生反应器温度400~450℃。完成了真实煤气气氛的热煤气脱硫试验研究,试验压力0.5~2.0 MPa,最大处理煤气量120 Nm3/h,最长运行时间约9 h（1.5 MPa,100 Nm3/h）。结果表明,输送床反应器脱硫后,硫化氢含量可低于10 mg/Nm3,COS含量低于30 mg/Nm3,硫化氢脱除率大于99%,羰基硫脱除率可达90%。

分散装置对输送床换热管冷态模型内物料浓度分布影响的试验研究

根据气固两相流在预热器输送床换热管冷态模型内的运动规律,设计开发了三种不同结构参数的分散装置。采用光纤浓度探头针PV-4和高速摄影仪,对装有三种散料装置的输送床换热管冷态模型内的物料运动加速段轴向方向的4个截面,进行了物料运动状态和径向浓度分布规律的试验研究,研究发现:在加速段区域,物料同气流间存在较大的相对运动速度,且湍流强度大,空间浓度变化最明显。当物料运动到加速区域上部,浓度分布呈现出径向中心区域低而边壁高的不均匀分布规律,换热管中心区的颗粒浓度分布曲线较平坦,由中心向边壁靠近,物料浓度单调递增,且近壁处分布曲线变陡。三种散料装置均改善了物料在换热管内部的冲料现象,物料空间浓度分布更加均匀,通过综合对比,发现2#散料装置的分散效果最为理想。

流化床-输送床耦合装置中煤颗粒的气力分级

引言 流化床内颗粒与流体混合激烈,传热与传质效果好,颗粒在全床内的温度和浓度均匀一致,故流化床广泛应用于燃烧、气化及热解过程中。然而,不同粒径颗粒的流化特征有所差别,且所需要的转化时间及转化温度不同。目前的热解技术使得各粒径的煤在反应器中的停留时间相同，

流化-输送床中煤的气力分级数值模拟分析

为提高流化-输送床耦合装置气力分级过程中煤颗粒的品质,采用正交实验法,选择耦合装置的表观气速、进料口位置和进料速率三个参数为因素,每个因素取三个水平,考虑因素之间的交互作用,选取L18(37)正交表得到18组方案.运用计算颗粒流体力学(CPFD)软件,对煤颗粒气力分级过程进行数值模拟,结合气固流化-输送床耦合装置气力分级实验对分级过程进行研究,并以煤颗粒最优分级效率为指标,由极差综合分析法得出,耦合装置的输送床表观气速是影响煤颗粒气力分级的主要因素,输送床表观气速为8.30m/s、进料口位置为输送床下部以及进料速率为22.5kg/(m^2·s)的最优组合.

输送床甲烷化催化剂颗粒的热质传递行为与反应机制

采用数值模拟对输送床甲烷化的粒径100μm级单颗粒催化剂的反应与热传递行为进行了研究,揭示了反应热在单颗粒催化剂上的动态传递规律和典型条件下的反应控制机制。在输送床反应器中,热传递效率高,进入反应器的单个催化剂颗粒温度一般在0.1 s左右即可达到稳态。稳态的100μm级催化剂颗粒表面、中心、流体之间的温差很小,但催化剂颗粒的径向温度表现为由表面向中心逐渐升高的分布,证明了甲烷化反应热升高了催化剂颗粒温度,建立了温度升高的催化剂颗粒与反应气氛之间的热传递平衡。模拟甲烷化反应速率与组分气体在催化剂颗粒内的分布,揭示了在加压和较高气速反应条件下,反应物向催化剂颗粒的扩散加快,催化剂颗粒的局部甲烷化反应受动力学控制,反应速率由中心向表面逐步减低。反之,常压与低气速条件使得催化剂颗粒的甲烷化反应受气体扩散控制,反应速率自表面向中心逐渐降低。

硅粉氮化输送床内气固反应过程数值模拟

以单个硅颗粒氮化反应缩核模型为基础,本文建立了硅颗粒在输送床内反应、辐射与对流传热耦合的数学模型,并借助CFD软件FLUENT对输送床内能质传输过程进行了数值模拟,分析了输送床壁面温度、氮气流量、预热温度、硅粉粒径等因素对输送床内温度场和硅粉氮化率的影响。在数值计算域内将单个颗粒反应过程转化为颗粒群整体反应过程,实时监测颗粒粒径及未反应硅颗粒粒径,为数值模拟颗粒流反应提供一种新思路。当壁面温度高于1723K时,输送床内会出现一高温区加速硅粉氮化反应;反应温度越高、颗粒粒径越小,氮化过程越剧烈,硅粉到达完全氮化所需时间越短。模型表明为使粒径为2.5μm的硅粉达到完全氮化且输送床内最高温度不超过氮化硅的分解温度2173K,应控制输送床壁面温度在1773K,氮化时间在170s以上,预热温度在1273K,粉气质量比为0.2,稀释剂比例为0.5~1。

高硫铝土矿输送床焙烧脱硫特征

采用输送床粉体物料悬浮态热处理实验装置,对贵州新民地区硫含量1. 29%的高硫铝土矿开展焙烧脱硫试验。考察了稀相悬浮态下焙烧温度和焙烧时间对脱硫效果的影响规律,并探讨了高硫铝土矿焙烧脱硫过程特征。结果表明:在稀相输送床中焙烧温度550℃以上能够在1～2s内实现高硫铝土矿的快速脱硫,550℃焙烧1. 6s,焙烧矿中硫化物型硫含量≤0. 05%,温度对脱硫率的影响权重最大。输送床快速焙烧可有效避免铝土矿中有害硫对后续氧化铝生产过程和产品质量的影响,可以满足氧化铝生产工艺对原料的要求。

焙烧温度对输送床甲烷化催化剂的影响

采用浸渍法制备了适用于输送床甲烷化的高耐磨催化剂,采用X射线衍射仪、磨耗测试仪、氮气物理吸附仪、输送床反应器,考察了焙烧温度对催化剂物理性质和催化性能的影响。结果表明,焙烧处理后的催化剂耐磨性能提高明显,但过高的焙烧温度影响催化剂的表明孔道结构,导致比表面积减小,活性降低,研究发现载体经1000℃焙烧处理的催化剂,不仅具有良好的耐磨性能,并且具有优异的催化活性。

助剂对输送床甲烷化催化剂的影响

采用浸渍法制备了不同添加剂改性的镍基催化剂,通过XRD、TPR、碳分析仪表征研究了不同添加剂对催化剂的晶型,还原性和抗积炭性能的影响,用输送床反应器考察了不同添加剂对催化剂活性和稳定性的影响。结果表明,助剂Mg、Zr、La均能能有效抑制积炭副反应,并显著改善催化剂的稳定性,但Mg、Zr会抑制催化剂对CO_2的加氢活性,而La不影响。

流化床低温热解耦合输送床气化方案初探

针对煤制油项目中存在的煤炭资源利用效率低、吨油耗煤量高的问题,提出了流化床低温热解耦合输送床气化的原料煤利用方案(设想),并系统地阐述了该方案的原则流程、工艺特点和潜在的问题。该方案较好地整合了流化床低温热解技术和输送床气化技术的优点,可同时实现原料煤的高焦油收率、高合成气产率和高能量利用率,但仍存在潜在技术问题。

循环流化床锅炉底渣输送系统的设计

结合工程实例对大型循环流化床锅炉底渣输送方案的选择进行充分的调研 ,通过技术经济比较 。

横切产线板垛输送链床的链条优化改造

首钢京唐公司热轧40万吨横切生产线在投产初期,板垛输送链床的链条由于和板垛最下层钢板直接接触,在板垛最下层钢板下表面产生压痕和划痕。分析产生压痕和划痕的原因,制定改进方案,优化后的使用效果良好,可为同类设备的类似问题提供参考借鉴。

带式输送机缓冲床研发

带式输送机缓冲床的作用是替代输送机的缓冲托辊组,它可以吸收入料冲击能、防止胶带撕裂,减缓物料对输送胶带的冲击和损坏,避免锐利物体对输送带的撕裂和划伤,防止物料溢出和洒落等。徐州大屯实业公司技术团队成立项目攻关组,研发带式输送机缓冲床,取得了较好的效益。

NKC地面输送机与单边滚床滑橇输送机组合系统的开发

介绍了一种涂装生产线用NKC地面输送机与单边滚床滑橇输送机组合系统的开发过程及其实际应用情况。该套组合系统的开发,解决了以往仅采用NKC地面输送机不能实现车身自动储存和排序的问题,同时提高了空间利用率。以最少的投资解决了需要高成本的设备才能解决的问题。

2t/h复合床炼焦煤分级调湿耦合技术中试研究

介绍了利用热烟气的2 t/h复合床炼焦煤分级调湿耦合技术的中试研究.研究表明,试验运行45min后,分级调湿特性趋于稳定,在稳定的中试条件下,原煤以1.5mm粒径被分成细煤和粗煤组分,煤脱湿幅度为1％～9％,煤升温幅度为30℃～40℃,分级调湿效果显著.按气流输送床截面积计,单位面积处理量为7.2 t/（m2·h）,是传统技术的2倍以上.中试结果验证了该技术的可行性,也为其产业化提供了技术指导和支持.

复合床焦煤分级调湿一体化技术

介绍了复合床焦煤分级调湿一体化技术。进行焦煤脱湿行为的特性研究,结果表明,不同粒径煤脱湿3~5s后即可达到炼焦要求。开展了2t/h中试研究,结果表明,在中试条件下,原煤以1.5mm切割粒径被分成细煤和粗煤组分,煤脱湿幅度为1%~9%。中试结果既验证了基础研究,又进一步验证了技术可行性,且为其产业化提供了技术支持。