循环流化床煤气化试验研究(英文)

在常压循环流化床中试装置上进行了神华煤的气化试验,试验条件:加煤速率5.4～8.14kg/h、蒸汽煤比0.19～0.7kg/kg、空气煤比2.8～3.67kg/kg,分析了试验条件对煤气组成、热值、碳转化率和煤气效率的影响.在该试验阶段获得的煤气的最高热值为3.84MJ/Nm3,最高碳转化率为73.6%.由于提升管的高度很小、气化温度较低以及旋风炉对细颗粒分离效率不高,导致损失于飞灰中碳较多.试验结果表明对神华煤而言,气化温度应低于930℃以避免结渣.

三种煤的部分气化生成多环芳烃的试验研究

多环芳烃(PAHs)是煤气化过程中产生的一类有害有机物质，具有强烈的致癌性和致突变性，越来越受到人们的关注。文中在一台小型常压流化床气化炉上进行了以空气和水蒸气为气化剂的3种煤部分气化试验，采用高效液相色谱法(HPLC)对煤气化产物中被美国环保署(US EPA)指定的16种PAHs进行了测定，研究了煤部分气化过程中煤自身性质对多环芳烃生成和赋存规律的影响。试验结果表明：煤部分气化PAHs生成量高于原煤PAHs含量(徐州烟煤除外)；原煤固定碳和硫含量增加，煤部分气化PAHs生成量先增后降，挥发分含量增加，PAHs生成量却呈现出相反的变化规律；提高灰分含量或采用低发热量原煤，可以降低煤部分气化PAHs生成。

流化床煤气化试验研究

为研究温度和煤的煤焦反应性对流化床煤气化特性的影响,在小型电加热鼓泡床试验装置上,对4种高灰劣质粉煤——石沟驿煤、大塘煤、洋江煤和玉带煤进行空气为气化剂的煤气化试验研究。研究结果表明:随着温度的升高,各煤种气化得到冷煤气的热值、产气率、冷煤气效率和碳转化率均升高,在1 000℃时,石沟驿煤气化得到煤气的热值、产气率、冷煤气效率和碳转化率分别达到4.65 MJ/m3,2.21 m3/kg,47.8%和65.7%;4种煤的煤焦反应性均较差,其中石沟驿煤相对较高,其他煤的煤焦反应性低且相近;在相同温度水平下,气化得到煤气有效成分和热值与煤的煤焦反应性成正相关关系,煤的煤焦反应性最高的石沟驿煤气化得到的冷煤气的有效成分、热值均明显高于其他煤种。

煤气化半焦增压流化床燃烧特性中试试验研究

在热输入为1 MW增压流化床燃烧中试试验装置上,对加压煤部分气化得到的气化半焦进行了加压燃烧试验研究。试验结果表明,煤气化半焦增压流化床燃烧中试装置的各分系统设计合理,全系统能协调、稳定运行。在燃烧室压力0.5 MPa,燃烧温度900℃,过剩空气系数1.2～1.3,流化速度1.1～1.2 m/s条件下,半焦的燃烧效率达到99%以上,飞灰含碳量在2%以下;此外,还发现适当提高半焦燃烧的床温和一个适宜的空气过剩系数有利于半焦的充分、稳定燃烧,而飞灰循环对提高半焦燃烧效率非常有益。

流化床部分煤气化实验研究

在一台小型流化床部分煤气化气化炉上 ,以空气和水蒸气为气化剂 ,在不同操作条件下 (给煤量、流化风量和蒸气量 ) ,进行了三种不同煤种的气化实验。研究结果表明 ,床温随给煤量和蒸汽量的增加以及流化风量的减小而降低 ;在一定范围内 ,煤气中CO含量随给煤量、流化风量和蒸汽量的增加以及煤化程度的降低而升高 ;煤气中H2 含量随给煤量和煤化程度的升高以及流化风量和蒸汽量的减小而降低 ;CH4含量随给煤量的增加而增加 ,随流化风量、蒸汽量和煤化程度的升高而降低。另外 ,煤化程度升高 ,生成煤气的热值减小。

半焦孔隙结构的影响因素

用氮气等温吸附(77K)方法测量了原煤及其加压、常压部分气化后半焦的BET比表面积,并通过BJH法计算了孔比表面积、孔容积、孔径和孔分布。根据测试结果,从气化操作条件、半焦颗粒粒径、半焦工业分析3方面分析了影响半焦孔隙结构的因素。常压喷动流化床气化中,挥发分析出或热解对半焦孔隙的生成和发展起到主导作用;而加压气化过程中,炭发生的气化反应对半焦孔隙的生成和发展有更加重要的影响。实验中发现在一定的气化工况下,煤焦存在一个合适的颗粒尺寸范围,能形成比较大的孔比表面积和孔容积,有利于增强煤焦的气化反应。

V型布风板流化床煤气化试验研究及工业应用

在一沸腾段内径为６００ ｍｍ的Ｖ型布风板流化床煤气发生炉内对低热值动力烟煤的气化过程进行了系统的试验研究。测量了煤气发生炉内炉膛温度沿高度的分布。研究了气化温度和煤气组分随给煤量、流化风量、中心喷动风量和水蒸气喷入量的变化规律。得到了以空气和水蒸气作为气化剂的煤气发生炉的气化适宜床温在９４０～９８０℃，合理的给煤量和总空气量之比在 ０．７～０．８ｋｇ／Ｎｍ３之间。研究结果对Ｖ型布风板流化床煤气发生炉的运行和放大设计、改造现有燃煤设备并降低对环境的污染具有指导意义。

催化作用下流化床中煤部分气化的试验研究

在1台小型常压流化床气化炉上进行空气和水蒸汽存在条件下的煤部分气化试验,研究石灰石、碳酸钠和白云石3种催化剂对煤气组分、热值、煤气产率和碳转化率的影响。试验结果表明:添加催化剂能够有效地提高煤气质量、煤气产率和碳转化率,其中碳酸钠的催化效果最好,石灰石次之,白云石最差。

气相色谱法测定流化床部分煤气化煤气中的组分

建立采用气相色谱法同时测定流化床部分煤气化煤气中5种组分的方法。采集的煤气样品由6通阀进样,TDX-01填充色谱柱分离,热导检测器检测。结果在实验浓度范围内相关系数在0 999以上,平均变异系数为1 538%。因此,气相色谱法用于流化床部分煤气化煤气组分分析具有快速、经济、灵敏、准确、重现性好的优点。

空煤比对煤部分气化多环芳烃排放的影响

为了研究空煤比对煤气化多环芳烃排放的影响,在一台小型常压流化床气化炉上进行了煤部分气化实验.经索氏萃取、K-D浓缩和硅胶层析纯化后,采用带荧光检测器和二极管矩阵检测器的高效液相色谱仪对半焦和煤气中16种多环芳烃进行了测定.实验结果表明,煤气中多环芳烃以低环和中环为主,半焦中多环芳烃以中环和高环为主;煤气和半焦中多环芳烃毒性当量质量浓度均集中在5环多环芳烃上,尤其是苯并(a)芘(BaP)和二苯并(a,h)荧蒽(DbA);当空煤比由2.25 m3/kg增加到3.83 m3/kg时,煤气和半焦中多环芳烃质量浓度和毒性当量质量浓度呈现出先增后减的变化趋势.

部分煤气化结合流化床燃烧的联合循环(PGFBC-CC)发电系统性能分析

引入部分气化炉的能量转化系数Qn概念(而不是传统的碳转化率),采用模块化思想建模,在建立了包括部分气化炉、流化床、余热锅炉(HRSG)等系统模块通用模型的基础上,对PGF-BC系统的4个典型方案,其中2个方案基于增压流化床燃烧炉(PFBC),另2个方案基于出常压流化床燃烧炉(AFBC)进行了性能计算、参数分析和综合比较,并对3个方案进行了初步分析。通过综合比较,最后提出了适合我国国情的PGFBC-CC方案。认为:PGFBC-CC系统的方案2和方案4在技术上较易实现,经济上适合我国国情,环保性能上也足以满足排放指标要求。

燃煤循环流化床模型与试验研究

利用循环流化床内气 -固两相流动等基础方面的研究成果 ,根据本文床内气固浓 -淡流动模型 ,建立适用不同结构参数的循环流化床燃烧模型 ,考虑了床内气体、固体颗粒的返混、循环过程 ,以及煤燃烧、NO的生成和分解、颗粒磨损等因素。在循环流化床燃烧试验台上进行实验研究 ,模型仿真结果和实验数据吻合良好 ,表明气固两相浓

循环流化床低热值煤-高热值煤粉动态复合燃烧试验研究

针对循环流化床(CFB)机组负荷响应慢,基于某220t/h循环流化床工业锅炉,开展了低热值煤-高热值煤粉动态复合燃烧试验,研究煤粉对CFB锅炉动态燃烧特性的影响。结果表明:二次风管给煤粉时负荷增速达到6.03 MW/min(3.57%额定锅炉热负荷/min),给煤管给煤粉时为4.16 MW/min,单一原煤量阶跃时为2.69 MW/min,即添加高热值煤粉的燃烧方式可以深度挖掘CFB锅炉调峰潜力;与给煤管给煤粉方式相比,二次风管给煤粉方式具有燃烧效率高、负荷响应快等优点,给煤管给煤粉方式由于煤粉燃烧不充分可能出现返料器再燃现象。

增压流化床燃烧用的煤水混合物流变特性研究

通过试验研究 ,系统分析了水分、配比、添加石灰石及管径变化等对水煤膏流变特性的影响。试验结果表明 ,通过适当的配制 ,水煤膏在很低的水分下 (Wt=2 2 16 % )能够获得良好的流动性能 ,石灰石的添加可以明显地降低水煤膏的管内阻力 ,改善水煤膏的输送性能。试验得到的流变参数表明 。

脱硫用石灰石脱硫性能实验研究

针对循环流化床锅炉石灰石炉内脱硫效果不稳定、石灰石利用率低等问题,对兖州矿区范围内石灰石资源进行调研,并进行采样分析研究。通过实验室化学分析、实验台实验及电厂工业实际应用研究,确定了各产地石灰石的炉内脱硫品质,取得了良好的应用效果。

小龙潭褐煤流化床气化规律的研究

为研究温度、给水量和煤的粒径对流化床煤气化特性的影响,在自主设计的小型电加热鼓泡流化床试验装置上,对褐煤进行水蒸气为气化剂的煤气化试验研究.研究结果表明:随着温度的升高,气化产物中H_(2)和CO浓度升高,CO_(2)的浓度稍有减小,碳转化率、冷煤气热值和产气率上升.随煤粒径的增加,气化产物中H_(2)、CO和CO_(2)浓度逐渐升高,后两者升高速率较慢,碳转化率、冷煤气热值和产气率都在增加且增加的速率比较快;随给水量的增加,气化产物中H_(2)、CO、CO _(2)和CH_(4)浓度均呈先上升后降低趋势,碳转化率、冷煤气热值、和产气率H_(2)/CO的比率都是先增大后减小且减小的幅度很大.

超临界水流化床内煤气化过程建模与仿真(2):气化反应动力学模型及气化规律

本文成功建立了煤超临界水气化动力学模型,其中包括煤在超临界水中热解、液化、固相残碳及液化产物的蒸汽重整等均相和非相反应。该动力学模型能准确反应煤在超临界水中气化特征。在前述第一部分工作的基础上,耦合该气化动力学模型,对煤在超临界水流化床中气化过程进行了建模。通过该模型研究了宽温度参数范围下反应器内典型反应速率、反应组分分布演变规律,揭示了反应器内部化学反应特征与气化规律。研究加深了对超临界水流化床内煤气化过程的认识,对超临界水流化床反应器的优化、放大以及实际运行具有指导意义。

超临界水流化床内煤气化过程建模与仿真(1)：数学模型及物理场分布规律

煤的超临界水气化是极具发展前景的高效洁净煤炭转化技术.本实验室发明新型超临界水流化床反应器,避免了管式反应器中出现的结焦堵塞现象,实现了高浓度煤浆的高效连续气化.本文对超临界水流化床反应器内的物理过程进行了数学建模,并对宽广的温度参数范围下反应器内温度场、流场、以及颗粒停留时间演变规律等进行数值模拟分析,揭示了反应器内部各物理场的特征,加深了对超临界水流化床内流动传热过程的认识,对反应器的运行与设计具有理论参考价值。

焦载热部分气化燃煤联合循环整体性能计算及分析

介绍了焦载热部分气化燃煤联合循环技术的系统结构。针对选定的系统进行了整体性能的计算，给出了差速循环流化床、焦载热气化炉、余热锅炉、燃气轮机、蒸汽轮机及整个系统的计算方法。对计算结果的分析表明提高系统煤气化程度、煤气质量和压缩空气在差速床中的加热程度，可改善联合循环的效率，同时这种联合循环的实现相对更现实一些，有广阔的应用前景。