發(fā)布時(shí)間：2021-01-01 22:11

　　流化床氣化技術(shù)具有燃料適應(yīng)性廣、運(yùn)行成本低和環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn),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(yùn)行溫度較低,導(dǎo)致大量煤氣化細(xì)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(xì)粉灰具有超細(xì)粒徑、低揮發(fā)分、高含碳量、高灰分和反應(yīng)活性差等特點(diǎn),這給其進(jìn)一步轉(zhuǎn)化帶來(lái)了極大的困難。如何實(shí)現(xiàn)煤氣化細(xì)粉灰的高效清潔利用,對(duì)于流化床氣化技術(shù)的推廣應(yīng)用具有重要意義。基于現(xiàn)有煤氣化細(xì)粉灰利用技術(shù),本論文提出了一種流化床煤氣化集成細(xì)粉灰高溫燃燒熔融處理新工藝,可以實(shí)現(xiàn)煤氣化細(xì)粉灰的充分轉(zhuǎn)化,減少環(huán)境污染,同時(shí)實(shí)現(xiàn)飛灰熔融固化。針對(duì)該工藝開(kāi)發(fā)過(guò)程中存在的重要問(wèn)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_(tái)顯微鏡和FactSage化學(xué)熱力學(xué)軟件等方法研究了煤氣化細(xì)粉灰的高溫熔融特性;在2.5 t/d高溫燃燒熔融實(shí)驗(yàn)臺(tái)上研究了細(xì)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(xì)粉灰高溫燃燒熔融系統(tǒng)的運(yùn)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(xì)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(lái)源】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所)北京市

【文章頁(yè)數(shù)】：139 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

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(diǎn)，通過(guò)提高氣化爐的操作溫度和壓力，進(jìn)一步開(kāi)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(fù)荷；更高的運(yùn)行溫度促進(jìn)了煤的進(jìn)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(shí)增加了外循環(huán)過(guò)程，可以實(shí)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(jìn)［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(dá)１２００°Ｃ，??爐內(nèi)平均溫度更高。中心高溫區(qū)可以促進(jìn)灰渣的熔聚過(guò)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(yán)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(gè)圓筒型反應(yīng)器，由上粗下細(xì)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?chē)娙霘饣癄t內(nèi)，形成一個(gè)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(tuán)粒，當(dāng)團(tuán)粒的重力大于氣流阻力時(shí)，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(jìn)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(diǎn)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(xì)扮＂??Ｈ化爐＜??氣化和脫蛾、?＾??［（＾??掙洽器＃?＾－煤敁??士

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[5]低階煤熱解半焦的氣化反應(yīng)特性研究[D]. 范冬梅.中國(guó)科學(xué)院研究生院（工程熱物理研究所） 2013
[6]循環(huán)流化床雙床煤氣化工藝試驗(yàn)研究[D]. 于曠世.中國(guó)科學(xué)院研究生院（工程熱物理研究所） 2012
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碩士論文
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[3]煤氣化細(xì)粉灰的循環(huán)流化床燃燒試驗(yàn)研究[D]. 孫付成.中國(guó)科學(xué)院研究生院(工程熱物理研究所) 2015
[4]氣化半焦在流化床實(shí)驗(yàn)臺(tái)上燃燒特性研究[D]. 張旻曉.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
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[6]循環(huán)流化床半焦燃燒特性研究[D]. 余斌.浙江大學(xué) 2010
[7]高溫煤基燃料燃燒和氮氧化物生成特性的試驗(yàn)研究[D]. 牛天鈺.中國(guó)科學(xué)院研究生院（工程熱物理研究所） 2008
[8]循環(huán)流化床多聯(lián)供冷態(tài)試驗(yàn)研究[D]. 王偉.中國(guó)科學(xué)院研究生院（工程熱物理研究所） 2005
[9]半焦孔隙結(jié)構(gòu)和加壓燃燒特性的試驗(yàn)研究[D]. 周毅.東南大學(xué) 2005



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