块状煤颗粒固定床热解气化过程中的破碎行为研究

发布时间：2021-08-27 04:06

　　煤颗粒固定床气化过程受热应力等因素作用容易破碎产生大量粉尘,不仅增加床层阻力,还可能导致管路磨损、堵塞等问题,从而影响气化系统的长周期稳定运行,所以研究块状煤颗粒在固定床热解和气化过程中的破碎行为具有重要意义。本文选取晋城无烟煤（JC）、神华烟煤（SH）、安太堡烟煤（ATB9#、ATB10#、ATB12#）、麻家梁褐煤（MJL）6种煤样和晋城无烟煤煤焦（JCC）、神华烟煤煤焦（SHC）、麻家梁褐煤煤焦（MJLC）作为研究对象,借助固定床热解实验平台和固定床气化实验平台,研究了煤及煤焦颗粒分别在快速热解过程和气化过程中的颗粒破碎行为。借助固定床热解实验装置,利用煤质分析仪、元素分析仪、拉曼光谱仪、物理吸附仪等分析测定了块煤颗粒在900℃快速热解前后煤及煤焦的工业分析、元素分析、碳结构、比表面积和孔径分布等。研究结果表明,快速热解后,JC、SH、ATB10#的碳结构有序度降低,无定形碳含量增加;ATB9#的碳结构有序度和无定形碳含量减小;ATB12#的碳结构有序度和无定形碳含量增加;MJLC的无定形碳含量增加。与原煤相比,SHC煤焦的孔容积变小,平均孔径增大,比表面积减小;MJLC煤焦的孔... 

【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

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【学位级别】：硕士

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图２．２不同粒径对煤样在１４００°Ｃ的碎片概率和碎片数量影响??Ｆｉ．２．２?Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ??

华东理工大学硕士学位论文?第１３页??２．４颗粒破碎模型??Ｐ．?Ｄａｃｏｍｂｅ等［７４１提出了一种基于热应力的煤颗粒破碎理论模型，研宄表明煤的抗压??强度与颗粒大小成反比，受此影响破碎程度随粒径增大而增大，这与其他学者的研究结??果吻合。并且如图２．５显示，在这种破碎模式下，小颗粒由外区剥落产生，而内区产生??少量的大颗粒，与实验结果相吻合。??〇??李??０?＼?Ｄ??图２．５煤颗粒由于热应力破碎模型??Ｆｉｇ．２．５?Ｔｈｅ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ｆｒａｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｃｏａｌ?ｐａｒｔｉｃｌｅ?ｄｕｅ?ｔｏ?ｔｈｅｒｍａｌ?ｓｔｒｅｓｓｅｓ??０．?Ｓｅｎｎｅｃａ等［７５］针对１４００？１９００Ｋ温度下０．６５？２ｍｍ粒度的煤颗粒提出丫新的破碎??模型，如图２．６，依次为剥落、颗粒中心破碎、颗粒内部径向破碎、颗粒中心破碎及剥??落、颗粒内部径向破碎及剥落。其中图２．６Ｄ与Ｐ．?Ｄａｃｏｍｂｅ等的研宄结果吻合。而这项??研宄建立的模型认为煤颗粒有双重破碎模型，即剥落和破碎。在早期加热过程中，来自??外壳的细碎片形成与热应力有关，即剥落；较大的碎片形成原因与热应力和挥发分产生??内压共同作用有关。??減赌，爹職；？．??＊?二?Ｌ?Ｖ?Ｐ??、〇??ＡＢＣ?Ｉ）?Ｅ??图２．６煤颗粒破碎的不同模式??Ｆｉｇ．２．６?Ｂｅｈａｖｉｏｒ?ｍｏｄｅｓ?ｏｆ?ｆｒａｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｃｏａｌ?ｐａｒｔｉｃｌｅｓ??Ｍ．?Ｊ．?Ｐａｐｒｉｋａ等［７６］的研宄中建立了煤颗粒在流化床屮破碎的数学梭型，ｙ阁２．５基??

热解。热解至所需的时间??后，快速将耐高温吊篮拉至反应器水冷区域进行冷却。??３???Ｌ?：??ｎ２?ｉ?二??￣￣Ｔｖ??７?＾ｒｉ?６??７?＼Ｍ??ｍ?ｍ?ｍ?ｍ?＾??１．?Ｇａｓ?ｃｙｌｉｎｄｅｒｓ；?２．?Ｇａｓ?ｆｌｏｗｍｅｔｅｒ；?３．?Ｗａｔｅｒ?ｃｏｏｌｉｎｇ?ｓｙｓｔｅｍ；?４．?Ｓａｍｐｌｅ；?５．?Ｆｉｘｅｄ?ｂｅｄ?ｆｕｒｎａｃｅ；?６．?Ｇａｓ??ｗａｓｈｉｎｇ?ｂｏｔｔｌｅｓ；?７．?Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ??图３．１固定床热解装置??Ｆｉｇ．３．１?Ｓｅｔｕｐ?ｏｆ?ｆｉｘｅｄ?ｂｅｄ?ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ??为确定不同煤样在９００°Ｃ热解完全需要的反应时间，将不同煤样（空干基）在热解反??应器内分别进行／５ｍｉｎ、２５ｍｉｎ、６０ｍｉｎ的热解，且每一相同热解条件均重复做３次，??由式（３－１）计算每次热解焦的产率，相同实验条件下的３次实验计算结果取平均值即为该??实验条件下的热解焦产率。??Ｃｏｋｅ?ｙｉｅｌｄ＝＇＾?ｘｌＯＯ％?（３－１）??ｍｃｏａｌ??其中为煤样热解前的质量（空干基），叫ａ为热解后煤焦的质量。将对应原煤缩写??后加“Ｃ”表不为实验样品对应的热解焦的命名。??


本文编号：3365616