两段组合式气化炉热态实验及煤颗粒热解特性研究

发布时间：2021-03-09 13:58

　　本文在自搭建的两段组合式气化实验平台上开展相关热态实验,研究了神府烟煤（SF）在二段气化反应区的反应特性以及负载不同催化剂对于二段气化反应的影响；在固定床实验装置上研究了煤颗粒落入高温气氛内的气体释放特征。本文的研究结果对探究进一步优化气流床-固定床耦合的气化工艺具有指导作用。以神府烟煤（SF）和内蒙褐煤（NM）为二段固定床气化原料,经二段气化反应特性对比研究发现,在二段加入神府块煤时得到的气化参数与内蒙褐煤相比差异较小。在现有实验条件下,向二段块煤添加不同种类、不同质量的添加剂,结果表明钾盐、钠盐及铁盐的加入对二段气化反应均有较好的促进作用。在块煤中添加钾盐时,二段气化反应得到了加强,各项气化指标随钾盐用量的增加而提高。当添加5%K时,二段出口合成气中有效气体含量与原煤相比增加了2.5%；当添加8%K时,有效气体的含量较原煤增加了约3.8%。引入金属碳摩尔比γ这一参数描述催化剂添加量与煤样的比值,并以此参数确定不同条件下催化剂的添加量。结果表明,在相同γ条件下,钠盐的催化效果不及钾盐。在添加量达到5%Na以后继续添加钠盐,提升效果不如增加相同量钾盐效果明显。添加量从5%Na增加至8%... 

【文章来源】：华东理工大学上海市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 前言
    1.1 研究背景
    1.2 研究内容
第2章 文献综述
    2.1 煤气化技术
        2.1.1 煤气化概述
        2.1.2 反应机理
        2.1.3 煤气化反应动力学
    2.2 气化反应的影响因素
        2.2.1 煤的结构特性
        2.2.2 煤热解的影响
        2.2.3 工艺条件的影响
    2.3 两段气化技术
        2.3.1 E-gas气化炉
        2.3.2 MHI气化炉
        2.3.3 化学热回收两段式气化工艺
第3章 两段组合式气化炉热态实验
    3.1 实验流程及装置
        3.1.1 实验流程
        3.1.2 实验装置
        3.1.3 计量系统
    3.2 实验步骤
    3.3 柴油及氧气标定
        3.3.1 柴油泵标定
        3.3.2 氧气流量标定
    3.4 煤样选择
        3.4.1 炉内温度
        3.4.2 气体组分变化
        3.4.3 段出口气体热值及有效气体含量
    3.5 本章小结
第4章 催化剂对于两段组合式气化工艺影响的研究
    4.1 实验部分
        4.1.1 煤样制备
        4.1.2 实验条件
    4.2 数据处理
        4.2.1 合成气热值
        4.2.2 碳转化率
    4.3 钾盐催化剂对二段反应特性的影响
        4.3.1 钾盐添加量对二段温度的影响
        4.3.2 钾盐添加量对于二段出合成气组成的影响
        4.3.3 钾盐添加量对与二段出口有效气体含量及LHV的影响
        4.3.4 钾盐添加量对二段煤样碳转化率的影响
    4.4 钠盐催化剂对二段反应特性的影响
        4.4.1 钠盐添加量对二段温度的影响
        4.4.2 钠盐添加对二段出口合成气组成的影响
        4.4.3 钠盐添加对于二段出口有效气体含量及LHV的影响
        4.4.4 钠盐添加量对于二段煤样碳转化率的影响
    4.5 钾盐、钠盐、铁盐催化及对二段反应特性的影响
        4.5.1 铁盐催化剂对于二段合成气组分及热值的影响
        4.5.2 添加剂种类对有效气含量及热值的影响
        4.5.3 添加剂种类对碳转化率的影响
    4.6 本章小结
第5章 典型煤种快速热解气体逸出特性研究
    5.1 实验部分
        5.1.1 实验原料
        5.1.2 常压热解实验
        5.1.3 数据处理方法
    5.2 结果与讨论
        5.2.1 内蒙褐煤热解气体释放特性
        5.2.2 热解气体总量
    5.3 本章小结
第6章 基于Aspen Plus的两段组合式气化技术模拟
    6.1 新型两段组合式气化工艺模型建立
    6.2 模型检验
        6.2.1 柴油和煤质组成
        6.2.2 模型可靠性检验
    6.3 模拟分析
        6.3.1 氧油比对一段气化的影响
        6.3.2 给煤比对二段气化的影响
        6.3.3 两段式组合气化与一段气流床气化的工艺参数对比
    6.4 本章小结
第7章 全文总结及展望
    7.1 全文总结
    7.2 展望
参考文献
致谢



本文编号：3072965