灰熔聚氣化殘?zhí)款w粒在高溫條件下的燃燒特性研究.pdf

1、我國(guó)是多煤少油的國(guó)家。根據(jù)我國(guó)國(guó)情，通過(guò)煤炭轉(zhuǎn)化，發(fā)展基于煤氣化的煤基能源和化工系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)高效、環(huán)保和經(jīng)濟(jì)目標(biāo)的最有效的技術(shù)途徑。20世紀(jì)80年代以來(lái)開發(fā)研究的灰熔聚煤粉氣化技術(shù)具有氣化爐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、煤種適應(yīng)性廣、產(chǎn)品氣中不含焦油等特點(diǎn)。然而增壓流化床氣化爐中產(chǎn)生固體飛灰即氣化半焦，含碳量往往較高，而且氣流攜帶量大，使得總碳利用率不高。半焦中的殘?zhí)贾饕愿邷厝紵绞交厥諢崃縼?lái)提高碳轉(zhuǎn)化率，而氣化后生成的煤半焦由于在氣化爐中較長(zhǎng)時(shí)間停留，反

2、應(yīng)活性下降，具有揮發(fā)分低、灰分高、難以燃燒的特點(diǎn)。因此，研究半焦在高溫下的燃燒反應(yīng)特性，以及燃燒反應(yīng)機(jī)理對(duì)提高半焦總碳利用率，對(duì)實(shí)現(xiàn)資源的梯級(jí)利用和環(huán)境友好有促進(jìn)作用。
　　本文針對(duì)工業(yè)氣化爐二級(jí)旋風(fēng)分離器捕集的氣化后半焦，利用高溫?cái)y帶流反應(yīng)器（SHERF）進(jìn)行高溫燃燒反應(yīng)特性試驗(yàn)。在1273K和1573K兩個(gè)溫度，5％和20%兩個(gè)煙氣含氧量下，對(duì)反應(yīng)器軸向不同停留時(shí)間下取得焦樣分別進(jìn)行孔隙結(jié)構(gòu)分析以及微晶結(jié)構(gòu)分析。
　　采

3、用了自動(dòng)吸附儀(ASAP2020)測(cè)定氮吸附等溫線，對(duì)低溫氮吸附等溫線形態(tài)、BET比表面積及BJH孔容積等孔結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了分析，并結(jié)合分形維數(shù)測(cè)量和掃描電鏡（SEM）對(duì)燃燒中氣化半焦孔隙結(jié)構(gòu)進(jìn)一步分析研究。研究表明所收取的半焦樣吸附等溫線為典型Ⅱ類吸附等溫線，高溫和更高煙氣含氧量均對(duì)半焦孔隙結(jié)構(gòu)變化有促進(jìn)作用，半焦燃燒反應(yīng)過(guò)程中比表面積的變化趨勢(shì)與半焦燃燒反應(yīng)速率變化趨勢(shì)相似，后期燃盡速率主要由焦炭反應(yīng)活性決定。
　　對(duì)灰樣進(jìn)行了

4、拉曼光譜和 X射線衍射分析。分析了拉曼光譜 G峰（1590cm-1）、D1峰（1360cm-1）、D3峰（在G峰和D峰中間1500-1550cm-1）積分面積比的變化規(guī)律以及對(duì)半焦反應(yīng)性的影響。結(jié)合X射線衍射進(jìn)一步論證半焦在燃燒過(guò)程中碳基質(zhì)的分解以及芳香核縮聚的變化規(guī)律。
　　本文對(duì)氣化半焦以及快速熱解煤焦進(jìn)行了燃燒動(dòng)力學(xué)分析。建立了焦炭燃燒模型。該模型考慮燃燒過(guò)程中焦炭顆粒的擴(kuò)散阻力、氧分壓并以有效因子來(lái)表示真實(shí)反應(yīng)速率常數(shù)與本