碳氢组分解耦的煤炭分级气化方法与系统集成

发布时间：2024-02-14 11:15

　　长久以来,煤炭利用高能耗、高污染的问题一直没有得到根本性解决,而为应对全球气候变化,煤炭更面临碳减排的挑战。发展低碳洁净煤技术是构建未来高效、清洁、低碳的多元供能体系面临的关键难题之一。煤气化技术是煤炭清洁低碳利用的关键过程,又是继燃烧之后燃料可用能损失最大的过程。本学位论文以碳氢组分解耦的煤炭分级气化过程为对象,通过烟平衡分析、图像(?)分析等方法研究煤气化过程中燃料化学能的转化与释放特性,开展煤分级气化方法研究与机理实验、研究煤分级气化关键反应过程的热力学与动力学特性,并开展煤基高效低碳能源系统的集成创新。在煤炭气化的机理分析层面,分别从煤气化反应(?)损失机理以及气化过程中燃料化学能转化与释放特性两方面进行深入研究。改进常规(?)平衡分析方法,分别计算化学能作功能力与物理能作功能力,提出了化学(?)平衡分析方法,将此方法应用于煤气化,揭示了煤气化反应中煤炭化学能的转化与释放规律。进一步将煤气化(?)损失模型与化学反应动力学相结合,提出求解煤气化过程单个化学反应(?)损失的方法,利用该方法分析了煤炭气化反应过程,揭示了煤气化反应的内部(?)损失生成机理,并提出了减小气化(?)损失的...

【文章页数】：130 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图２．２煤气化化学能流动示意??Ｆｉｕｒｅ?２．２?Ｔｈｅ?ｃｈｅｍｉｃａｌ?ｅｎｅｒｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｃａｒｂｏｎ?ｔｏ?ｓｎａｓｒｏｃｅｓｓ??

２．２煤气化过程化学能转化与释放特性??利用上述化学拥平衡分析方法，对煤气化过程的化学能利用情况进行分析。??当气化剂为纯氧与水／蒸汽时，煤气化过程化学能流动示意如图２．２所示，此过??程化学畑平衡方程为公式（２．９）。??ｐｃｈｅ??厶?０２?．－????ｒｃｈｅ?：?｜?ｒｃ....

图２．３压力商／与气化温度７ｂ对气化过程所消耗化学佣的影响??Ｆｉｇｕｒｅ?２．３?Ｔｈｅ?ｅｆｆｅｃｔ?ｏｆ?／ａｎｄ?Ｔｇ?ｏｎ?ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｅｘｅｒｇｙ?ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ??

气化单元化学畑平衡方程可表示为公式（２．１８），其为压力商Ｊｏ与气化??温度２ｂ的函数，具体地ＡＦｆ与７ＶｒＧ、－ｈ／Ｇ成正相关关系。在不同氧碳比与水??碳比条件下，气化过程消耗化学烟Ａ＾Ｔ、７ＶｒＧ以及－ｈ／Ｇ的变化情况如图２．３所??示。压力商－ｌｎ／Ｇ体现气化过程组分变化情....

图２．４煤气化过程热力学“白箱”模型??Ｆｉｕｒｅ?２．４?Ｔｈｅ?“Ｗｈｉｔｅ?Ｂｏｘ”?ｔｈｅｒｍｏｄｎａｍｉｃ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ｃｏａｌａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｒｏｃｅｓｓ??

２．３．１煤气化烟损失“白箱模型”??煤气化烟损失“白箱模型”?［２５，２６］将气化过程简化为预热—混合—反应三个??阶段（见图２．４），其中反应过程恒温恒压，其放出的热量全部用于预热煤与气??化剂，从而保证整个气化过程的热量平衡。“白箱”模型实现了对气化黑箱的初??步分解，得到....

图2:7煤气化化学反应炯损失分解计算流程框图

２Ｚ?＋?２Ｚ?＋?２；Ｊｐ?＜０．００５??＜／＞?＝?＜?［（２Ｚ?＋?２）－Ｚ（￡／ｐ－０．００５）］／０．０９５；０．００５＜ｔ／ｐ?＜０．１?．．．（２．２１）??１．０；?ｄｐ?＞０．１??Ｚ?＝?２５００?ｅｘｐ（－６２４９／?ｒｒ）?．．．（２．２２）??其中，外....

本文编号：3898009