中国高灰、高硫、高灰熔融性温度煤的灰熔聚流化床气化

煤气化将会在未来中国可持续发展中占有相当重要的位置。对目前的煤气化技术和中国的煤种特性进行了描述和分析,介绍了中国科学院山西煤炭化学研究所灰熔聚流化床的研究与开发现状以及一些煤种的实验结果。结果表明:灰熔聚流化床煤气化技术适合中国高灰、高硫、高灰熔融性温度煤的气化。

典型高灰熔融性煤焦水蒸气气化特性研究

为解决我国高灰熔融性煤的利用难题,采用等温热重法,研究了典型贵州高灰熔融性煤焦在不同气化温度及不同水蒸气含量下的气化特性,并采用混合反应模型对试验数据进行处理,求取动力学参数。结果表明,在不同水蒸气含量下,随着气化反应温度的升高,典型贵州煤焦的反应性提高,气化反应速率的峰值增大,气化反应时间缩短;气化剂中水蒸气含量越多,煤焦反应性越好,气化反应速率的峰值越大,但当水蒸气含量大于30%后差别不明显;典型贵州煤焦与水蒸气反应的反应级数为0.912 9~1.620 9,活化能为149.34~165.12 k J/mol。

添加助熔剂降低大同石炭纪煤的高灰熔融性研究

以高灰熔融性大同石炭纪煤为研究对象,探究其对气流床气化炉的适应性。为使其满足气流床气化炉液态排渣技术要求,通过添加助熔剂降低大同煤灰熔融温度,并根据石灰石添加量以及灰中CaO含量对煤灰熔融性温度影响确定适宜的添加比例,测试添加适宜比例石灰石后煤样的黏温特性。试验结果表明:煤中灰成分对煤灰熔融性温度有很大影响,随着助熔剂CaO量的增加,煤灰熔融性温度不断降低,当助熔剂石灰石添加量为10%时最适宜;助熔剂CaO对煤灰黏温特性也有很大影响,当石灰石添加量为10%时,随着温度提高则煤灰的黏度不断降低,当炉内温度为1540℃时黏度降低至25Pa·s,此时的煤灰具有很好的流动性,可满足气流床气化的技术要求。

二氧化炭气氛下贵州高灰熔融性半焦气化特性研究

高灰熔融性半焦在中低温度及二氧化炭(CO_(2))气氛下的气化特性及动力学参数研究,可为探索其在固定床和流化床气化炉的利用提供基础数据支撑。采用常压热天平,研究了气化温度、CO_(2)含量及煤种对贵州典型高灰熔融性半焦与CO_(2)气化反应性的影响,采用混合反应模型对实验数据进行处理,求取动力学参数。结果表明:气化温度的提高可加快半焦的气化反应速率,明显缩短气化反应时间;提高气化剂中CO_(2)的含量,可提升半焦的反应性,但当CO_(2)含量大于50%后效果不明显;不同半焦的反应性差别较大,3种半焦的反应性顺序由高到低依次为:MJ1>MJ3>MJ2;同一CO_(2)含量下,贵州典型高灰熔融性半焦(MJ1)的反应性指数均随温度的升高而显著增大,同一温度下,CO_(2)浓度在30%~50%时其反应性指数基本随CO_(2)含量的增加而增大,CO_(2)浓度由50%增至60%时其反应性指数稍有降低;在气化温度1123 K-1373 K,贵州典型高灰熔融性半焦(MJ1)与CO_(2)反应的反应级数介于0.1607~1.6062,活化能介于262.76 kJ/mol~283.58 kJ/mol。

贵州老矿煤焦加压CO_(2)气化反应动力学研究

为解析我国高灰熔融性煤的气化特性及动力学,采用Cahn Thermax 500加压热重分析仪,研究了1种典型贵州高灰熔融性煤焦在加压下与CO_(2)气化反应的特性及动力学,采用混合反应模型对实验数据进行处理,求取动力学参数。实验结果表明:气化温度越高,煤焦的反应速率越快;在0.5~3MPa压力范围内,气化压力越高,煤焦的反应速率越快;气化剂中CO_(2)浓度越高,煤焦与CO_(2)气化反应的速率越快。1 MPa下,老矿精煤快速焦与CO_(2)的反应活化能介于255.82~304.96 kJ/mol之间;2MPa下,反应活化能介于205.83~248.34 kJ/mol之间,2MPa下的反应活化能低于1MPa下的反应活化能。