固定床气化过程焦油生成影响因素的研究
发布时间：2021-03-21 00:03
固定床气化作为三大主流气化技术之一,有其独特的优势,煤的固定床低焦油气化有很大的市场需求,因此,煤炭科学技术研究院有限公司正在开发低焦油固定床气化技术。本文旨在探究固定床气化焦油生成的影响因素,为后续进一步研究焦油的“抑制”与“原位转化”提供研究借鉴和基础支持。首先研究建立煤气化热力学模型,引入焦油模型化合物C6.9H8.3O0.6,进行计算与分析,然后进行了固定床气化煤气化动力学与焦油热解动力学的系统研究,结合实验数据进行了固定床气化动力学的模拟研究,最后将主要因素对焦油产率与气化指标的协同影响进行了探讨,并用小试试验装置进行了初步验证。研究结果表明:（1）气化压力、温度、通入水蒸气对煤气中焦油含量有显著的影响。增大压力、提高温度、将水蒸气作为气化剂会降低焦油含量。（2）煤种的选择对挥发性有机物的析出有重要的影响。在同一反应条件下,低变质程度的煤更容易析出挥发性有机物与转化C,因此也更容易生成焦油。（3）煤粒径影响挥发性有机物的析出。通过调节粒径大小来改变析出挥发性有机物的总量,从而控制焦油的生成。（4）通过实验得到二...
【文章来源】：煤炭科学研究总院北京市
【文章页数】：109 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
固定床气化原理
I=1 (-△ 0+△H0-△aTlnT-△ 2 2-△ 6 3=6308.61/T-1.16lnT+1.92×10-3T-2.39×10-7T2 （2.23） 代入 2.15 求得 lnKp1=-20552.9 +1.16lnT-1.88×10-3T+0.24×10-6T2+14.45 （2.24） 同理，ln Kp2=-15556.6 +0.91lnT-0.41×10-3T+0.01×10-6T2+10.23 （2.25） ln Kp3=7295.05 -6.77lnT+3.76×10-3T-0.35×10-6T2+33.48 （2.26） 将 Kp1、 Kp2、 Kp3、在不同的温度下作图，得到如图 2.1 所示
2固定床煤气化热力学的模型计算与分析19图2.2Matlab热力学求解运行界面Fig.2.2Matlabthermodynamicsolutionrunninginterface2.4.1压力的影响在Matlab代码编辑中，压力的影响会影响焓变，根据R-K状态方程：P=/0.5(+)△H＇=RT[32（1+h）+1](2.27)其中△H＇为压力变化时的焓变，B=,=1.5，Z为压缩因子。当温度恒定不变，压力有所变化时：Q=△H(T)+△H＇(2.28)因此当计算压力的变化时需要在热量平衡等式中有所修改。将计算结果与煤科院固定床气化试烧数据[23]，进行对比，如下表2.4：从表2.4中可以看出，一氧化碳、甲烷与氢气的拟合计算较为与实际相贴近，低位热值与焦油的拟合计算与实际数值存在一定的偏差，分析原因可能在于在于焦油与个别热力学参数输入的参数存在偏差。模型的建立是假设反应达到完全的
【参考文献】：
期刊论文
[1]3种煤的气化反应动力学研究[J]. 任立伟,魏蕊娣,高玉红,梁亚男,辛景,申利英. 煤炭技术. 2017(11)
[2]准东煤气化动力学模型研究[J]. 陈鸿伟,穆兴龙,王远鑫,罗敏,张志远. 动力工程学报. 2016(09)
[3]固定床气化反应模型综述[J]. 王雪. 能源技术与管理. 2016(04)
[4]基于MATLAB的固定床煤气化过程动力学模型的模拟研究[J]. 李文军,高丽花,项友谦,魏家骏,聂芳斌. 煤炭技术. 2016(05)
[5]改变反应区温度对焦油含量及产出气组分影响的实验研究[J]. 王贵路,刘建坤,李明鹤,李晓伟,郑磊,张晓健. 节能技术. 2016(02)
[6]生物质热解焦油脱除方法研究进展[J]. 吴悠,赵立欣,孟海波,丛宏斌,姚宗路,侯书林. 化工环保. 2016(01)
[7]Biomass gasification technology: The state of the art overview[J]. Antonio Molino,Simeone Chianese,Dino Musmarra. Journal of Energy Chemistry. 2016(01)
[8]煤气化焦油脱除/催化重整技术研究进展[J]. 张书,陈宗定,徐敏,许德平,王永刚. 煤炭科学技术. 2014(01)
[9]神木煤焦与CO2和水蒸气反应后期动力学特性[J]. 范冬梅,朱治平,吕清刚. 煤炭学报. 2013(07)
[10]考虑焦油的生物质气化过程热力学模型[J]. 闫桂焕,许敏,许崇庆,肖琦,孙荣峰. 农业工程学报. 2013(S1)
博士论文
[1]生物质热解及焦油热裂解的实验研究和数值模拟[D]. 齐国利.哈尔滨工业大学 2010
硕士论文
[1]基于Aspen Plus的生物质气化过程模拟及工艺优化研究[D]. 张伟.广东工业大学 2018
[2]小红沟煤组分分离与热解焦油产率影响因素研究[D]. 易鑫.西安科技大学 2016
[3]文丘里洗涤器净化生物质燃气焦油特性的研究[D]. 常加富.山东大学 2013
[4]煤低焦油气化实验及气化炉优化设计[D]. 赵子忠.东北大学 2008
本文编号：3091915
【文章来源】：煤炭科学研究总院北京市
【文章页数】：109 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
固定床气化原理
I=1 (-△ 0+△H0-△aTlnT-△ 2 2-△ 6 3=6308.61/T-1.16lnT+1.92×10-3T-2.39×10-7T2 （2.23） 代入 2.15 求得 lnKp1=-20552.9 +1.16lnT-1.88×10-3T+0.24×10-6T2+14.45 （2.24） 同理，ln Kp2=-15556.6 +0.91lnT-0.41×10-3T+0.01×10-6T2+10.23 （2.25） ln Kp3=7295.05 -6.77lnT+3.76×10-3T-0.35×10-6T2+33.48 （2.26） 将 Kp1、 Kp2、 Kp3、在不同的温度下作图，得到如图 2.1 所示
2固定床煤气化热力学的模型计算与分析19图2.2Matlab热力学求解运行界面Fig.2.2Matlabthermodynamicsolutionrunninginterface2.4.1压力的影响在Matlab代码编辑中，压力的影响会影响焓变，根据R-K状态方程：P=/0.5(+)△H＇=RT[32（1+h）+1](2.27)其中△H＇为压力变化时的焓变，B=,=1.5，Z为压缩因子。当温度恒定不变，压力有所变化时：Q=△H(T)+△H＇(2.28)因此当计算压力的变化时需要在热量平衡等式中有所修改。将计算结果与煤科院固定床气化试烧数据[23]，进行对比，如下表2.4：从表2.4中可以看出，一氧化碳、甲烷与氢气的拟合计算较为与实际相贴近，低位热值与焦油的拟合计算与实际数值存在一定的偏差，分析原因可能在于在于焦油与个别热力学参数输入的参数存在偏差。模型的建立是假设反应达到完全的
【参考文献】：
期刊论文
[1]3种煤的气化反应动力学研究[J]. 任立伟,魏蕊娣,高玉红,梁亚男,辛景,申利英. 煤炭技术. 2017(11)
[2]准东煤气化动力学模型研究[J]. 陈鸿伟,穆兴龙,王远鑫,罗敏,张志远. 动力工程学报. 2016(09)
[3]固定床气化反应模型综述[J]. 王雪. 能源技术与管理. 2016(04)
[4]基于MATLAB的固定床煤气化过程动力学模型的模拟研究[J]. 李文军,高丽花,项友谦,魏家骏,聂芳斌. 煤炭技术. 2016(05)
[5]改变反应区温度对焦油含量及产出气组分影响的实验研究[J]. 王贵路,刘建坤,李明鹤,李晓伟,郑磊,张晓健. 节能技术. 2016(02)
[6]生物质热解焦油脱除方法研究进展[J]. 吴悠,赵立欣,孟海波,丛宏斌,姚宗路,侯书林. 化工环保. 2016(01)
[7]Biomass gasification technology: The state of the art overview[J]. Antonio Molino,Simeone Chianese,Dino Musmarra. Journal of Energy Chemistry. 2016(01)
[8]煤气化焦油脱除/催化重整技术研究进展[J]. 张书,陈宗定,徐敏,许德平,王永刚. 煤炭科学技术. 2014(01)
[9]神木煤焦与CO2和水蒸气反应后期动力学特性[J]. 范冬梅,朱治平,吕清刚. 煤炭学报. 2013(07)
[10]考虑焦油的生物质气化过程热力学模型[J]. 闫桂焕,许敏,许崇庆,肖琦,孙荣峰. 农业工程学报. 2013(S1)
博士论文
[1]生物质热解及焦油热裂解的实验研究和数值模拟[D]. 齐国利.哈尔滨工业大学 2010
硕士论文
[1]基于Aspen Plus的生物质气化过程模拟及工艺优化研究[D]. 张伟.广东工业大学 2018
[2]小红沟煤组分分离与热解焦油产率影响因素研究[D]. 易鑫.西安科技大学 2016
[3]文丘里洗涤器净化生物质燃气焦油特性的研究[D]. 常加富.山东大学 2013
[4]煤低焦油气化实验及气化炉优化设计[D]. 赵子忠.东北大学 2008
本文编号：3091915
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hxgylw/3091915.html
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