流化床富氧氣化抽取煤氣的試驗及模擬研究.pdf

1、陶瓷和冶金等行業(yè),通常燃用天然氣、石油進(jìn)行加熱,然而石油、天然氣的價格日益上升,造成工業(yè)加熱成本的增加,制約了這些行業(yè)的發(fā)展。在這種形勢下,煤氣化應(yīng)用于工業(yè)加熱得到了發(fā)展,相對于天然氣、石油,煤氣的價格更加低廉。而隨著企業(yè)對氣化經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保要求的增高,導(dǎo)致了現(xiàn)有的技術(shù)由于在工業(yè)加熱行業(yè)存在一些應(yīng)用上的問題而受到了制約,因此急需對現(xiàn)有的氣化技術(shù)加以改善。
　　 為解決目前煤氣化應(yīng)用于工業(yè)加熱所存在的問題,本文提出以流化床氣化為基礎(chǔ)

2、,通過采用富氧一水蒸氣取代空氣一水蒸氣為氣化劑,來提高流化床氣化所產(chǎn)生的煤氣熱值;富氧通過膜分離技術(shù)制取,因為相對于其他制氧技術(shù)而言,該技術(shù)具有設(shè)備簡單、操作方便、投資少、費(fèi)用低、適用性廣等優(yōu)點(diǎn),并且對于制取濃度為30%左右的富氧具有較大的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。
　　 本文試驗以一個常壓流化床為反應(yīng)器,采用膜分離技術(shù)制取富氧,對煤富氧.水蒸氣氣化制取煤氣的特性進(jìn)行試驗研究,獲取在氧濃度為30%條件下,熱值為6MJ/m3左右的煤氣,滿足工業(yè)加

3、熱的要求。通過對試驗數(shù)據(jù)的分析,探討了溫度、H2O/C、O/C、氧濃度、煤種對煤氣成分及熱值影響,以及H2O/C比、O/C比、氧濃度的改變對溫度的影響。結(jié)果表明:氧濃度的提高,明顯增加了煤氣的熱值,當(dāng)氧濃度從21%提高到30%時,煤氣熱值提高了1.18MJ/m3;在溫度為920℃,氧濃度為30%,H2O/C比為0.97,O/C比為0.78時,煤氣熱值達(dá)到5.95MJ/m3。
　　 由于本試驗所用膜分離設(shè)備制取富氧濃度最高只達(dá)到3

4、0%,因此本文建立熱力學(xué)平衡模型,研究氧濃度在30%到100%范圍內(nèi),參數(shù)對富氧氣化的影響。模擬結(jié)果表明,富氧濃度較高時對氣化的影響很明顯,煤氣的有效成分和煤氣熱值都得到顯著增加。另外可以得出,隨著氧濃度的提高,煤氣成分中CO、H2增加的幅度越小,相對應(yīng)的煤氣熱值增加幅度也在減小;當(dāng)氧濃度從21%提高到30%時,煤氣熱值增加了1.24MJ/m3,氧濃度從90%提高到100%H寸,煤氣熱值只增加了0.31MJ/m,只是前者的25%,因此,