煤的流化床部分氣化及硫遷徙特性研究.pdf

1、煤部分氣化-半焦燃燒技術(shù)作為一種潔凈煤技術(shù)已被廣泛應(yīng)用到了先進(jìn)動力系統(tǒng)的研發(fā)中,在其他工業(yè)技術(shù)開發(fā)如超高溫?zé)煔馍a(chǎn)工藝中也有廣泛的應(yīng)用前景;本文在小型流化床上對煤部分氣化特性進(jìn)行了較詳細(xì)的研究,并采用ASPENPLUS軟件對煤燃燒國家重點(diǎn)實(shí)驗室提出的一套利用劣質(zhì)煤生產(chǎn)超高溫?zé)煔獾墓に囘M(jìn)行了模擬,以期為工藝的應(yīng)用提供有力支撐。
　　首先在小型流化床上研究了煤的部分氣化特性以及硫的遷徙規(guī)律。分別研究了在空氣氣化和空氣水蒸氣氣化下,ER

2、、汽煤比、溫度等關(guān)鍵參數(shù)對煤部分氣化特性及硫的釋放特性的影響,實(shí)驗結(jié)果表明:溫度是影響氣化特性的重要參數(shù),溫度升高H2、CO含量顯著提高、CO2含量降低;不同氣化劑下的煤部分氣化特性有明顯差別,在氣化劑中加入水蒸氣后,碳與水蒸氣的分解反應(yīng)加強(qiáng),顯著提高了H2的產(chǎn)率,碳轉(zhuǎn)化率、冷煤氣效率都明顯提高;水氣變換反應(yīng)在汽煤比較低(<0.5g/g)時作用微弱,而在汽煤比較高時(>0.5g/g)作用可能加強(qiáng)。大部分硫已經(jīng)釋放,殘留在焦中的硫不到一半

3、;甲硫醇含量很高,這可能與煤種有很大關(guān)系;添加水蒸氣促進(jìn)了硫的釋放。
　　然后基于前面的實(shí)驗數(shù)據(jù)在小型流化床上研究了氣化過程的脫硫規(guī)律;利用熱重分析儀研究了氣化脫硫固態(tài)產(chǎn)物的燃燒特性;在小型固定床上研究了氣化固態(tài)產(chǎn)物燃燒的脫硫特性。發(fā)現(xiàn),添加鈣基脫硫劑對煤空氣水蒸氣氣化的催化作用有限;固態(tài)產(chǎn)物中的硫含量比較低不到50％,脫硫效果比較差,可能脫硫劑煅燒后出現(xiàn)燒結(jié);添加脫硫劑后,對飛灰和焦的燃燒特性影響不同;氣化固態(tài)產(chǎn)物的燃燒過程中釋

4、放的硫非常少,固態(tài)產(chǎn)物燃燒時可以不用添加脫硫劑即可實(shí)現(xiàn)較好的脫硫效果。
　　最后使用ASPENPLUS對超高溫?zé)煔獍l(fā)生工藝建模,研究了氣化關(guān)鍵參數(shù)對工藝關(guān)鍵指標(biāo)的影響,為工藝的可行性提供支撐。模擬發(fā)現(xiàn)在常壓,氣化溫度為800~900℃,碳轉(zhuǎn)化率為0.4~0.6范圍內(nèi),ER在較小的范圍如0.2~0.25,添加的水蒸氣量在較小的條件下如0.5g/g范圍內(nèi),氣化的效果足以滿足超高溫?zé)煔夤に嚨男枨?可以通過調(diào)整氣化溫度、水蒸汽量來在較大范