【摘要】：三塔式循環(huán)流化床(TBCFB)作為一種新型的流化床裝置,由下行床、鼓泡流化床、提升管三部分組成,分別完成煤的熱解、氣化以及燃燒過程。該技術(shù)的最大特點是將吸熱反應(yīng)(熱解、氣化)和放熱(燃燒)反應(yīng)結(jié)合起來,并利用固體熱載體將放熱反應(yīng)產(chǎn)生的熱輸運到吸熱反應(yīng)所在的反應(yīng)器中,提供其反應(yīng)所需的熱量。本文利用Aspen plus軟件強大的物質(zhì)數(shù)據(jù)庫以及熱力學(xué)模型對三塔式循環(huán)流化床運行過程中的熱量平衡和物料平衡進行分析。由于相關(guān)熱態(tài)實驗數(shù)據(jù)的缺乏,需要對反應(yīng)器溫度進行假設(shè),具體如下:1.下行床反應(yīng)器內(nèi),熱載體的進口溫度為1100℃,出口溫度為900℃,原料的進口溫度200℃,熱解半焦的溫度為650℃;2.鼓泡流化床反應(yīng)器內(nèi),熱載體進口溫度900℃,出口溫度850℃,半焦出口溫度850℃,水蒸氣進口溫度800℃;3.燃燒反應(yīng)器中,熱載體和半焦的進口溫度850℃,氧氣進口溫度100℃,出口溫度是1100℃。分析結(jié)果表明,當(dāng)半焦作為循環(huán)熱載體時,半焦與煤顆粒的最優(yōu)比例為6.5:1,當(dāng)石英砂作為循環(huán)熱載體時,石英砂與煤顆粒的最優(yōu)比例為12.5:1。當(dāng)?shù)碗A煤的處理量為100kg/h時,鼓泡流化床氣化工藝需要水蒸汽氣化劑的量為5.4kg/h,提升管燃燒工藝需要氧氣50kg/h。經(jīng)過計算,熱解焦油的產(chǎn)率為20.5%,熱解氣的產(chǎn)率為52.8%,半焦為26.7%;其中,7%的半焦用于氣化工藝,93%的半焦用于燃燒工藝。在三塔式循環(huán)流化床的后續(xù)流程中不可避免地需要處理含酚廢水。本文以苯酚為代表,利用Aspen plus V7.3軟件模擬滲透汽化-分級冷凝(PVFC)技術(shù)處理含酚廢水的工藝過程。結(jié)果表明在-8℃冷凝溫度下,可以得到純度為80.6%的苯酚(模擬值),回收率為97.23%。利用Aspen plus中自帶的物性分析工具來繪制苯酚/水的相圖,發(fā)現(xiàn)其在280Pa的低壓條件下近似呈“直角三角形”,根據(jù)Antoine方程計算,苯酚、水在此低壓下的飽和蒸汽壓分別為3.16Pa和334.8Pa,而苯酚、水的實際分壓分別為23.24Pa(3.16Pa)和256.76Pa(334.8Pa),因此僅有苯酚被冷凝。這是PVFC工藝能夠獲得高純度苯酚的原因所在。
【圖文】：

圖 1.1 固定床氣化過程簡圖Fig.1.1 Simple diagram of fixed bed gasification process有代表性的就是魯奇氣化爐，是 30 年代德國魯奇公司開發(fā)的固定干式排渣固定床氣化爐。魯齊爐的技術(shù)已經(jīng)十分成熟，整體采用.0MPa，碳轉(zhuǎn)換率為 90%左右，煤氣的熱值高，氣化強度大。但是可避免的缺點是氣化爐結(jié)構(gòu)復(fù)雜，爐子內(nèi)設(shè)有破粘和煤分布器接導(dǎo)致爐子的制造和維修費用大；而且入爐原料必須為塊煤，這原料的類型（只能選擇弱粘性的煤料）；爐子為高壓間歇性操的加壓和泄壓，這在一定程度上是產(chǎn)生噪音的污染和資源的浪有焦油、酚等有毒有害的物質(zhì)，而且熱解和氣化不能分開，其中很多固定碳以灰渣的形式被排出爐體，這在很大程度上是對煤炭現(xiàn)在，固定床氣化爐還是現(xiàn)在煤炭氣化工業(yè)中主流的選擇。結(jié)構(gòu)圖如圖 1.2[31]所示，分為加煤斗、氣化爐爐體、排灰斗三個

圖 1.2 魯齊爐氣化床過程.2 The process of Lurqi coal gasificatio氣化劑（通常由蒸汽和氧氣組成中，，煤粉可以瞬間反應(yīng)，反應(yīng)時間，在到達出口處時已經(jīng)完全反應(yīng)了氧化碳和氫氣）以及熔渣。由于床的煤氣化過程是沒有影響的，，這樣每種的適應(yīng)性強，但是煤氣粉碎，還要進行除塵等輔助設(shè)備。流床氣化技術(shù)中，K-T、E-GAS、
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：X703;TQ536

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本文編號：2705757