不同常压流化床煤气化方案的模型预测 Ⅰ. 模型建立及验证

为评价不同气化方案对常压流化床气化的影响，从化学动力学角度并结合化学平衡建立了流化床气化模型，该模型考虑了煤热解和气化所经历的各反应过程。模型预测结果与文献报道的试验数据吻合较好，气化组分的平方误差和在10%左右，表明该模型可以用来预测各种气化方案对常压流化床气化的气化过程、生成煤气组分和气化效率等方面的影响。     

垃圾气化分析及其对中国实现碳中和与无废城市建设的贡献

气化是实现化学利用碳资源(尤其是煤)生产化学品和燃料的关键工艺.目前,全球拥有超过272套气化装置,主要应用于煤化工,尤其在中国.由于在一个化工厂通过技术集成达到工业规模的集中生产可实现减少二氧化碳排放并促进碳密集型行业的循环经济,如废物管理、化学和交通行业,因此,近年来全球对垃圾气化的兴趣日益浓厚,尤其是那些在煤气化...     

超临界水流化床内煤气化过程建模与仿真(2):气化反应动力学模型及气化规律

本文成功建立了煤超临界水气化动力学模型,其中包括煤在超临界水中热解、液化、固相残碳及液化产物的蒸汽重整等均相和非相反应。该动力学模型能准确反应煤在超临界水中气化特征。在前述第一部分工作的基础上,耦合该气化动力学模型,对煤在超临界水流化床中气化过程进行了建模。通过该模型研究了宽温度参数范围下反应器内典型反应速率、反应组分分布演变规律,揭示了反应器内部化学反应特征与气化规律。研究加深了对超临界水流化床内煤气化过程的认识,对超临界水流化床反应器的优化、放大以及实际运行具有指导意义。     

循环流化床富氧气化实验研究

在循环流化床富氧气化实验台上,通过调节水蒸气流量使气化温度基本稳定在910℃,研究了不同氧气浓度及气化当量比对煤气组分、产气率、冷煤气效率及碳转化率的影响。结果表明,氧气浓度从25%增加至40%时,N2体积分数从48.82%降低至33.83%,H2从21.47%不断增加至27.59%,CH4基本不变;受水蒸气流量影响,氧气浓度高于35%时,CO体积分数降低,CO2体积分数增加;氧气浓度40%时的煤气热值为空气气化煤气热值的1.84倍,产气率随氧气浓度增加从2.35 m3/kg降至2.13 m3/kg,冷煤气效率和碳转化率不断增大;当气化当量比从0.20增加至0.29时,N2体积分数先降低后升高,H2体积分数从24.01%增加到25.46%后基本保持不变,CO和CH4持续减小,CO2不断增加,产气率由1.94 m3/kg升高到2.29 m3/kg;受水蒸气和气化当量比综合影响,冷煤气效率先增大后减小,碳转化率持续增加。     

煤气化废渣基活性炭吸附对二甲苯动力学与热力学研究

本文以固体废弃物煤气化废渣(CGR)为原料,采用两阶段酸处理与CO_2活化制得煤气化废渣基活性炭(CGR-AC)。选用CGR-AC为吸附剂,系统考察了模拟精对苯二甲酸(PTA)精制工艺产生的含对二甲苯(PX)废水在不同温度下的吸附过程。结果表明,CGR-AC吸附PX的过程在热力学上符合Freundlich方程,且ΔH0,ΔG0,是一个自发的、吸热的物理吸附过程;在动力学上符合准二阶动力学模型,说明该吸附过程可能存在吸附剂与吸附质之间的电子共享与交换。     

流化床煤气化炉内脱硫的研究Ⅰ．台式流化床煤气化的炉内脱硫试验

采用台式流化床煤气化装置，研究了影响炉内脱硫效率的因素。炉内脱硫对高硫煤特别有效，脱硫效率可达９０％以上。所采用的二种石灰石和一种白云石脱硫效率相近，按Ｃａ／Ｓ比比较则白云石稍好些。虽然脱硫效率随Ｃａ／Ｓ比增加而增加，但当Ｃａ／Ｓ比达到３后几乎不再增加。存在一个最佳脱硫操作温度。在非焙烧区，脱硫率随压力增加而下降，而在焙烧区脱硫率和压力几乎无关。测定了脱硫剂脱硫前后的孔容积分布，发现脱硫之后１～３０ｎｍ的孔容显著减少。     

基于氮气吸附-核磁共振分析的煤气化细渣孔隙结构特征

本研究以宁夏地区煤气化细渣为研究对象,通过低温氮气吸附-脱附、扫描电镜以及低场核磁共振对不同粒度级产品孔隙结构进行了表征与分析。孔隙形态以裂缝形为主,各粒级产品BET比表面积较大,为125.78-589.78 m²/g,扫描电镜分析表明,BJH孔径与实际相差较大,仅以低温氮气吸附法分析孔隙结构具有一定的局限性。低场核磁共振法表明,各粒度级产品孔径均含有微孔、过渡孔、中孔和大孔,总孔隙度均在27%左右,以中孔、大孔为主,微孔次之,过渡孔较少。该种孔隙结构表明煤气化细渣不同粒度级产品均具有一定的吸附性能,但中大孔为水分的主要储存空间,导致脱水困难。     

高温下煤焦孔结构系数变化规律及其对气化速率影响的研究

本研究使用沉降炉（DTF）和热重分析仪（TG）,研究了三种煤焦的孔隙结构与气化温度的关系;煤焦孔隙结构对气化反应的影响。结果表明,气化温度升高将增加煤焦的孔结构系数,表明高温孔发生收缩和闭合。在灰熔点温度附近,孔结构系数局部降低,表明高温下孔隙发生堵塞和覆盖。本研究定义增长率为煤焦最大气化反应速率与初始反应速率的差与初始反应速率的比值,孔结构系数大于2时,增长率与孔结构系数呈现线性关系,随着孔结构系数的增加增长率增大;当孔结构系数小于2时,增长率的变化与孔结构系数关系不明显。实验结果还表明,较高的碱金属含量会显著影响气化速率,使实验数据曲线与现有模型存在明显偏差,而增长率的值不会受其影响。因此,可将增长率耦合到气化模型中以提高模型的鲁棒性。     

基于三种气化炉的整体煤气化湿化燃气轮机循环热力性能分析

将燃料湿化和空气湿化应用到整体煤气化燃气轮机循环中,以降低NOx排放并有效利用系统低品位热。基于水煤浆、干煤粉及输运床三种气化炉,构建了多种整体煤气化湿化燃气轮机循环,分析了其热力性能并给出了湿化方式建议。研究表明：燃料湿化循环系统效率较高;空气湿化循环燃气轮机比功较大;整体煤气化湿化燃气轮机循环具有利用系统外部中低品...     

程序升温热重法研究扎赉诺尔煤的气化动力学

用程序升温热重法对扎赉诺尔煤（ＺＬ）的８００℃半焦进行ＣＯ２气化研究，考察了升温速率对ＴＧ／ＤＴＧ谱图的影响，分析讨论了ＤＴＧ参数（Ｔｍ和Ｒｍ）的变化；用单一升温速率法和多个升温速率组合法分别作了动力学计算，并对结果进行了分析讨论。结果表明：Ｔｍ和Ｒｍ均随升温速率的增高而增大，两种计算方法得到的动力学参数是不同的，单一升温速率法计算出的表观活化能Ｅ和指前因子Ａ遵循关系式：ｌｏｇＡ＝０．１０Ｅ－８．