煤的流化床部分氣化及硫遷徙特性研究.pdf

1、煤部分氣化-半焦燃燒技術作為一種潔凈煤技術已被廣泛應用到了先進動力系統(tǒng)的研發(fā)中,在其他工業(yè)技術開發(fā)如超高溫煙氣生產工藝中也有廣泛的應用前景;本文在小型流化床上對煤部分氣化特性進行了較詳細的研究,并采用ASPENPLUS軟件對煤燃燒國家重點實驗室提出的一套利用劣質煤生產超高溫煙氣的工藝進行了模擬,以期為工藝的應用提供有力支撐。
　　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、溫度等關鍵參數(shù)對煤部分氣化特性及硫的釋放特性的影響,實驗結果表明: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加強,顯著提高了H2的產率,碳轉化率、冷煤氣效率都明顯提高;水氣變換反應在汽煤比較低(<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。大部分硫已經釋放,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系;添加水蒸氣促進了硫的釋放。
　　然后基于前面的實驗數(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)產物的燃燒特性;在小型固定床上研究了氣化固態(tài)產物燃燒的脫硫特性。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;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)產物的燃燒過程中釋

4、放的硫非常少,固態(tài)產物燃燒時可以不用添加脫硫劑即可實現(xiàn)較好的脫硫效果。
　　最后使用ASPENPLUS對超高溫煙氣發(fā)生工藝建模,研究了氣化關鍵參數(shù)對工藝關鍵指標的影響,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℃,碳轉化率為0.4~0.6范圍內,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,氣化的效果足以滿足超高溫煙氣工藝的需求,可以通過調整氣化溫度、水蒸汽量來在較大范