流化床氣化技術(shù)具有燃料適應(yīng)性廣、運行成本低和環(huán)境污染小等優(yōu)點,是目前極具前景的低階煤利用技術(shù)之一。但由于氣化爐運行溫度較低,導(dǎo)致大量煤氣化細粉灰被粗煤氣攜帶出爐膛,降低了系統(tǒng)碳轉(zhuǎn)化率。煤氣化細粉灰具有超細粒徑、低揮發(fā)分、高含碳量、高灰分和反應(yīng)活性差等特點,這給其進一步轉(zhuǎn)化帶來了極大的困難。如何實現(xiàn)煤氣化細粉灰的高效清潔利用,對于流化床氣化技術(shù)的推廣應(yīng)用具有重要意義�；诂F(xiàn)有煤氣化細粉灰利用技術(shù),本論文提出了一種流化床煤氣化集成細粉灰高溫燃燒熔融處理新工藝,可以實現(xiàn)煤氣化細粉灰的充分轉(zhuǎn)化,減少環(huán)境污染,同時實現(xiàn)飛灰熔融固化。針對該工藝開發(fā)過程中存在的重要問題和關(guān)鍵環(huán)節(jié),本論文采用灰熔融溫度分析儀、高溫?zé)崤_顯微鏡和FactSage化學(xué)熱力學(xué)軟件等方法研究了煤氣化細粉灰的高溫熔融特性;在2.5 t/d高溫燃燒熔融實驗臺上研究了細粉灰的高溫燃燒特性及熔融渣樣和飛灰的基本特性;采用所建立的平衡模型研究了流化床煤氣化集成細粉灰高溫燃燒熔融系統(tǒng)的運行特性。獲得的主要結(jié)論如下:（1）與五彩灣煤相比,經(jīng)氣化后細粉灰中水分和揮發(fā)分含量較低,灰分和碳含量較高,Fe和Ca含量較高,Al、Si和Na含量較低。粒... 

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院工程熱物理研究所)北京市

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【學(xué)位級別】：博士

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圖１．３溫克勒氣化工藝原理圖［１８］??Ｆｉｇｕｒｅ?１．３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?Ｗｉｎｋｌｅｒ?ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ??

?為克服以上這些缺點，通過提高氣化爐的操作溫度和壓力，進一步開發(fā)了高??溫溫克勒工藝（ＨＴＷ）［１９］，如圖１．４所示。ＨＴＷ氣化爐操作壓力維持在１－２．７５?ＭＰａ??范圍內(nèi)，溫度在９５０－１０００°Ｃ之間。與Ｗｉｎｋｌｅｒ工藝相比，ＨＴＷ工藝采用更高的??壓力，有效增加了氣化爐負荷；更高的運行溫度促進了煤的進一步深入轉(zhuǎn)化，提??高了煤氣化效率，降低了氧氣消耗量；同時增加了外循環(huán)過程，可以實現(xiàn)粗煤氣??中大顆粒帶出物的分離，并返回至爐膛內(nèi)再次參與氣化反應(yīng)，從整體上提高了碳??轉(zhuǎn)化率。??▲?＾１?■■?丨〕—??ｉ?粗《氣冷卻ａ??—??—｜?思浮段??蓽汽和空氣或??觸床—＾???ｖｒｉｒ??ｔｒ交除灰裝ａ??圖１．４高溫溫克勒氣化工藝原理圖［１９】??Ｆｉｇｕｒｅ?１．４?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｈｉｇｈ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?Ｗｉｎｋｌｅｒ?（ＨＴＷ）?ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ??１．２．２灰熔聚流化床氣化技術(shù)??灰熔聚流化床是在鼓泡流化床基礎(chǔ)上的改進［２（＾。在布風(fēng)板中心處安裝射流??管，純氧由射流管送入氣化爐內(nèi)與煤顆粒發(fā)生燃燒反應(yīng)，中心區(qū)溫度可達１２００°Ｃ，??爐內(nèi)平均溫度更高。中心高溫區(qū)可以促進灰渣的熔聚過程，氣化灰渣和煤粒因重??量差異而分離，從而有效降低了排出灰渣的含碳量，提高了煤炭利用效率�；胰�??聚流化床的操作關(guān)鍵是嚴格控制射流區(qū)溫度

圖１．５?Ｕ－Ｇａｓ氣化工藝原理圖［２１］??Ｆｉｇｕｒｅ?１．５?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?Ｕ－Ｇａｓ?ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ??ＫＲＷ工藝［１３１是灰熔聚流化床氣化原理在加壓條件下的應(yīng)用，如圖１．６所示。??該氣化爐主體為一個圓筒型反應(yīng)器，由上粗下細的三段殼體構(gòu)成。原煤及氣化劑??由安裝在氣化爐底部的中心管噴入氣化爐內(nèi)，形成一個射流區(qū)，原煤在射流區(qū)內(nèi)??發(fā)生燃燒反應(yīng)，使得該區(qū)域內(nèi)溫度較高。煤灰顆粒在此處軟化，并粘結(jié)在一起形??成團粒，當(dāng)團粒的重力大于氣流阻力時，落入下部錐形部分，從灰斗排出。粗煤??氣從氣化爐頸部排出，所攜帶的部分氣化的飛灰經(jīng)旋風(fēng)分離器分離后，送入爐內(nèi)??進行二次反應(yīng)。ＫＲＷ技術(shù)與Ｕ－ＧＡＳ工藝在許多方面都很相似，主要特點是采用??加壓氣化。??產(chǎn)物煤ｎ??脫被削??＾?＾??Ｍｌ?／＾．??－＝１?［旋風(fēng)分尚器??—Ｗ?Ｓｉ?Ｖ??Ｉ??ｊ婼壞細扮＂??Ｈ化爐＜??氣化和脫蛾、?＾??［（＾??掙洽器＃?＾－煤敁??士

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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[6]循環(huán)流化床雙床煤氣化工藝試驗研究[D]. 于曠世.中國科學(xué)院研究生院（工程熱物理研究所） 2012
[7]無煙煤粉循環(huán)流化床預(yù)熱燃燒和NOx生成試驗研究[D]. 王俊.中國科學(xué)院研究生院（工程熱物理研究所） 2011
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碩士論文
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[8]循環(huán)流化床多聯(lián)供冷態(tài)試驗研究[D]. 王偉.中國科學(xué)院研究生院（工程熱物理研究所） 2005
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本文編號：2952075