热解炉煤粉预热入炉的关键问题研究

发布时间：2020-09-08 17:10

　　 以煤热解为基础的分级利用技术,将煤炭利用的多个工艺作为整体考虑,是实现煤炭清洁高效利用的重要技术之一。热解炉是该系统中重要的组成,煤粉在其中受热热解生成半焦、热解气和焦油。为减小热解炉中所需热量,提高系统效率,需要在煤粉入炉前进行预热,预热的温度越高,热解炉内需要的热量就越小。而随着预热温度的提高,煤粉发生一定程度的热解,煤粉颗粒发生变化、焦油生成,可能发生煤粉颗粒的粘结,从而影响预热后的顺利送粉。针对该问题,本文对不同预热温度下煤粉颗粒的变化、焦油的析出冷凝及其对煤粉粘结的影响进行了实验研究。选取了四种挥发分较高的煤种,采用固定床反应器进行300～700℃C的热解实验。使用筛分法考察半焦的变化及其对入炉的影响,结合扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱和低温氮吸附考察半焦颗粒的微观形态、官能团和孔隙结构变化,讨论颗粒变化的机理。结果表明,颗粒粒径随温度升高而减小。在温度低于400℃C时,活泼的热解反应尚未进行,由于水分和少量挥发物的析出导致孔隙结构开始改变,此时半焦粒径轻微减小,且主要是粒径较大的范围上的轻微变化;热解温度升高到500℃C及以上,在加剧的缩聚反应作用下,颗粒粒径剧烈减小,内部孔径分布变化加剧,同时收缩产生的裂痕促使更多碎块产生,进一步减小了颗粒的粒径。对煤粉预热焦油的析出、冷凝进行了研究,并对焦油冷凝可能造成的煤粉粘结情况进行了针对性的考察。选取神华烟煤与锡盟褐煤两种煤,利用固定床热解反应装置,考察300～700℃C焦油的产率及其在不同温度下的冷凝情况,使用GC-MS对不同条件下得到的焦油样品的组分进行了分析。之后设计了相关实验考察一定量的冷凝焦油对煤粉造成的粘结情况,结合实验结果,为热解炉送粉预热温度选择和预热方法提供了参考。
【学位单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：TQ530.2
【部分图文】：

逦１４邋ＩＳ邋０逡逑图１．１邋１９９０－２０］５年世界一次能源消费总量川逡逑图１．１显示了邋１９９０年至２０１５年世界一次能源消费总量的变化，在这２５年逡逑间，世界能源的消巧量逐年增长。根据２０１６年ＢＰ世界能源统计年鉴的数据Ｗ，逡逑２０１５邋年，全球一次能源消费总量这到邋１３１４７．３Ｍｔｏｅ（ＭｉｌｌｉｏｎＵ）ｎｎｅｓ邋ｏｉｌ邋ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ，逡逑巧万吨油当量），其中石油、媒、天然气的消费量分别为４３３１．３Ｍｔｏｅ、３８巧．９Ｍ化ｅ、逡逑３１３５．２Ｍｔｏｅ。石油仍是世界一次能源消费中占比最巧的能源，其消费量占世界总逡逑量的３２．９％，而煤炭Ｗ邋２９．２％的消费量占比紧随其后。石油、煤、天然气这互种逡逑化石能源构成当今世界一次能源消费的主体。逡逑根据国际能源署的预测ＰＩ，在未来的二十年内，化石能源仍将是世界能源体逡逑系的主体。此外，ＢＰ发布的２０１６年世界能源展望化认为口］，到２０３５年，化石逡逑能源将提供约６０％的新增能源需求

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和清华大学的巧环流化床工艺、中国科学院过程研究所的＂煤拔头＂工艺等。逡逑浙江大学是国内较早从事开发多联产技术的单位之一，早在上世纪８０年代逡逑初就提出了煤基多联产相关技术方窠。图１．４是浙江大学提出的循环流化床热电逡逑气《联产技术王艺流程图。在该工艺中，主要设备包括循环流化床锅炉和流化床逡逑热解炉。原料煤通过给料机送入流化床热解炉，在热解炉内热解，产生热解巧气、逡逑焦油及半焦。热解气从半焦和循环物料颗粒中分离出来后，进入冷却装置和焦油逡逑捕集装置中。煤气在净化后，一部分循环到热解炉作为流化介质使用，部分输出逡逑作为燃气供民用或是用生产化工产品。通过返料装里将热解产生的半焦与床料逡逑送入循环流化床锅炉内燃烧，产出蒸汽用于发电或是供热，巧温灰则作为热载体，逡逑送入流化床热解炉，为煤的热解提供所巧热置。逡逑９逡逑

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本文编号：2814420