煤与气化飞灰流态化改性及灰熔融特性试验研究
发布时间：2021-07-07 06:22
洁净高效利用煤炭的重要技术之一是煤气化技术。近年来,流化床气化技术得到了快速发展和广泛应用。流化床气化技术具有气化温度低、强度高、煤种适应性广、炉内传热传质好,均匀温度分布等优点;然而,热损失大、煤气中带出物含量高,有效成分低,碳转化率低也是其不可忽视的缺点与不足。与此同时,随着国家环保法规的严格,能够实现气化飞灰高效环保利用的熔融技术也将成为新的市场趋势。在现代煤气化发展的方向为固态排渣向液态排渣方向发展、国家大力发展煤清洁利用技术的大背景下,针对气化炉尾部烟道排放的低挥发分的气化飞灰,提出了流化熔融气化工艺处理气化飞灰,提高飞灰气化效率,从而达到提高资源利用率、低污染物排放的目标。在15 kg/h预热气化试验台上,以神木烟煤、内蒙古褐煤、宿迁气化飞灰、神木气化飞灰为原料,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、激光粒度分析仪、热重差热分析仪、比表面积及孔隙分析仪等对在流态化改性过程对半焦的改性提质效果进行了研究:研究煤种、气化剂、粒径、蒸汽煤比等因素对煤和流态化改性半焦的结构特征和气化反应性的不同影响。研究表明,与热解煤焦相比,流态化改性半焦内部含有更多的二次孔,孔隙结构更发达,碳微晶结...
【文章来源】： 褚福浩 中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所)
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
E-Gas气化炉示意图[25]
CGT气化炉[31]
煤与气化飞灰流态化改性及灰熔融特性试验研究6要的二氧化碳和水蒸气由一段高温煤气提供，同时高温煤气也可以为二段提供气化和热解反应所需的热量，这样不仅能回收高温煤气显热，而且能够提高出口合成气品质。一段煤气显热可以通过二段床层的化学反应吸收，能够有效地提高冷煤气效率，并且该工艺装置投资成本低，发展前景好。徐士进[33]等人搭建了小型规模的旋风渣膜煤气化装置，结合了熔融床气化和悬浮气化的优点，采用了液态排渣。改变不同操作参数得到适合气化炉运行的最佳参数。董跃[34]等人综合了两段炉和鲁奇BGL炉，提出了新两段液态排渣气化炉，如图1.3所示。采用纯氧—CO2—水蒸气作为气化剂，将煤气化制气和热解制气合为一体，高温热解半焦产生的显热可以用于气化制气，提高了热能利用率。此外，还可以回收焦油等产品，经济性高。图1.3两段液态排渣气化炉[34]Figure.1.3Two-stageliquidslagginggasifier综上所述，由于传统的单一的流化床、气流床、固定床一段式气化技术各自都具有自身的缺点和不足，选用不同类型的反应器进行组合的分段组合气化器可以最大限度的利用不同反应器的优点、规避其缺陷。例如将循环流化床与气流床进行组合，可以通过流化床的预热处理高水分、可磨性差难以制成水煤浆的煤种，同时在流化床内实现部分气化和热解，流化床内特殊的气固流动方式可以增大半焦孔隙率以及比表面积，降低半焦活化能，增强气化活性。而气流床则可以将气化温度提高至1300-1400°C，提高碳转化率和冷煤气效率，实现液态排渣[35]。但在两段式气化中，如何实现不同反应装置之间的耦合，确定最佳的操作条件，实
【参考文献】：
期刊论文
[1]2017年中国能源流和碳流分析[J]. 于鹏伟,张豪,魏世杰,齐子睿. 煤炭经济研究. 2019(10)
[2]中国能源消费碳排放时空动态变化[J]. 钱萍,马彩虹. 西南大学学报(自然科学版). 2019(10)
[3]添加助熔剂降低大同石炭纪煤的高灰熔融性研究[J]. 张景. 煤质技术. 2019(04)
[4]循环流化床煤富氧-水蒸气气化实验研究[J]. 梁晨,吕清刚,张海霞,王小芳,朱治平. 燃烧科学与技术. 2019(02)
[5]国内粉煤气化工艺研究进展[J]. 褚嘉易. 氮肥技术. 2019(01)
[6]氧气对褐煤水蒸气气化半焦的活化及机理[J]. 申恬,王永刚,林雄超,张海永,许德平. 燃料化学学报. 2018(11)
[7]离子势的含义及其对物质性质的影响[J]. 王海军. 化学教育(中英文). 2018(13)
[8]基于循环流化床预热的半焦燃烧试验研究[J]. 朱书骏,吕清刚,朱建国,梁晨. 工程热物理学报. 2018(04)
[9]循环流化床气化细粉灰熔融特性研究[J]. 邓鸿翔,任强强,张玉魁. 燃料化学学报. 2018(03)
[10]大型煤气化技术的研究与发展[J]. 王殿生. 化工设计通讯. 2018(02)
博士论文
[1]高硅铝含量煤灰熔融及黏温特性改善研究[D]. 王大川.华东理工大学 2017
[2]可燃固体废弃物两段式富氧高温气化特性研究[D]. 牛淼淼.东南大学 2015
[3]循环流化床双床煤气化及富氧煤气化试验研究[D]. 刘嘉鹏.中国科学院研究生院(工程热物理研究所) 2014
硕士论文
[1]不同硅铝比下碱性氧化物对煤灰熔融性改善研究[D]. 臧卓异.中国矿业大学 2017
[2]两段组合式气化炉热态实验及煤颗粒热解特性研究[D]. 陆志峰.华东理工大学 2016
[3]矿物添加剂成分对褐煤高温熔融特性及粘温特性的影响[D]. 马岩.浙江大学 2014
[4]煤低焦油两段气化的基础研究[D]. 吴仕生.大连理工大学 2011
本文编号：3269121
【文章来源】： 褚福浩 中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所)
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
E-Gas气化炉示意图[25]
CGT气化炉[31]
煤与气化飞灰流态化改性及灰熔融特性试验研究6要的二氧化碳和水蒸气由一段高温煤气提供，同时高温煤气也可以为二段提供气化和热解反应所需的热量，这样不仅能回收高温煤气显热，而且能够提高出口合成气品质。一段煤气显热可以通过二段床层的化学反应吸收，能够有效地提高冷煤气效率，并且该工艺装置投资成本低，发展前景好。徐士进[33]等人搭建了小型规模的旋风渣膜煤气化装置，结合了熔融床气化和悬浮气化的优点，采用了液态排渣。改变不同操作参数得到适合气化炉运行的最佳参数。董跃[34]等人综合了两段炉和鲁奇BGL炉，提出了新两段液态排渣气化炉，如图1.3所示。采用纯氧—CO2—水蒸气作为气化剂，将煤气化制气和热解制气合为一体，高温热解半焦产生的显热可以用于气化制气，提高了热能利用率。此外，还可以回收焦油等产品，经济性高。图1.3两段液态排渣气化炉[34]Figure.1.3Two-stageliquidslagginggasifier综上所述，由于传统的单一的流化床、气流床、固定床一段式气化技术各自都具有自身的缺点和不足，选用不同类型的反应器进行组合的分段组合气化器可以最大限度的利用不同反应器的优点、规避其缺陷。例如将循环流化床与气流床进行组合，可以通过流化床的预热处理高水分、可磨性差难以制成水煤浆的煤种，同时在流化床内实现部分气化和热解，流化床内特殊的气固流动方式可以增大半焦孔隙率以及比表面积，降低半焦活化能，增强气化活性。而气流床则可以将气化温度提高至1300-1400°C，提高碳转化率和冷煤气效率，实现液态排渣[35]。但在两段式气化中，如何实现不同反应装置之间的耦合，确定最佳的操作条件，实
【参考文献】：
期刊论文
[1]2017年中国能源流和碳流分析[J]. 于鹏伟,张豪,魏世杰,齐子睿. 煤炭经济研究. 2019(10)
[2]中国能源消费碳排放时空动态变化[J]. 钱萍,马彩虹. 西南大学学报(自然科学版). 2019(10)
[3]添加助熔剂降低大同石炭纪煤的高灰熔融性研究[J]. 张景. 煤质技术. 2019(04)
[4]循环流化床煤富氧-水蒸气气化实验研究[J]. 梁晨,吕清刚,张海霞,王小芳,朱治平. 燃烧科学与技术. 2019(02)
[5]国内粉煤气化工艺研究进展[J]. 褚嘉易. 氮肥技术. 2019(01)
[6]氧气对褐煤水蒸气气化半焦的活化及机理[J]. 申恬,王永刚,林雄超,张海永,许德平. 燃料化学学报. 2018(11)
[7]离子势的含义及其对物质性质的影响[J]. 王海军. 化学教育(中英文). 2018(13)
[8]基于循环流化床预热的半焦燃烧试验研究[J]. 朱书骏,吕清刚,朱建国,梁晨. 工程热物理学报. 2018(04)
[9]循环流化床气化细粉灰熔融特性研究[J]. 邓鸿翔,任强强,张玉魁. 燃料化学学报. 2018(03)
[10]大型煤气化技术的研究与发展[J]. 王殿生. 化工设计通讯. 2018(02)
博士论文
[1]高硅铝含量煤灰熔融及黏温特性改善研究[D]. 王大川.华东理工大学 2017
[2]可燃固体废弃物两段式富氧高温气化特性研究[D]. 牛淼淼.东南大学 2015
[3]循环流化床双床煤气化及富氧煤气化试验研究[D]. 刘嘉鹏.中国科学院研究生院(工程热物理研究所) 2014
硕士论文
[1]不同硅铝比下碱性氧化物对煤灰熔融性改善研究[D]. 臧卓异.中国矿业大学 2017
[2]两段组合式气化炉热态实验及煤颗粒热解特性研究[D]. 陆志峰.华东理工大学 2016
[3]矿物添加剂成分对褐煤高温熔融特性及粘温特性的影响[D]. 马岩.浙江大学 2014
[4]煤低焦油两段气化的基础研究[D]. 吴仕生.大连理工大学 2011
本文编号：3269121
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