煤氣化特性分析

|節能科技, IENENGKEJI簡(jiǎn)體的中央。此外,在返料系統、氣固分離系統和氣體預熱系粒徑為0.9~ 1.6 mm左右。統也均布置有熱電偶。實(shí)驗采用玻璃轉子流量計計量空氣和氧氣的流量,采用測量通過(guò)蒸汽發(fā)生器的水量來(lái)確定進(jìn)入反2實(shí)驗結果分析應器的蒸汽量.空氣、氧氣與水蒸氣三種不同介質(zhì)的混合在2.1汽煤比對氣化結果的影響預熱器中完成，預熱系統中裝有螺旋裝置,-方面使空氣、氧采用太原無(wú)煙煤作為試驗煤種時(shí),空氣量為3 Nm/h,氧氣和水蒸氣混合更加均勻,另-方面可以使空氣、氧氣、水蒸氣量為1.5 Nm/h時(shí),隨著(zhù)汽煤比例的上升,床層運行溫度略氣的混合氣體達到較高的溫度,從而有利于反應的進(jìn)行。給微降低,而煤氣中H2和Co的含量則上升明顯,CH4的含量煤量是通過(guò)對螺旋給料機的標定來(lái)確定的;煤氣的取樣口位有所降低,煤氣熱值略有降低。原因是隨著(zhù)水蒸氣的增加,加于系統的二級分離器后,采用氣相色譜儀和紅外氣體分析儀快了水煤氣反應的進(jìn)行速度,造成煤氣中cO和H2的含量分析煤氣的成分。增加,提高了碳的轉化率,但由于水蒸氣分解時(shí)會(huì )吸收熱量，造成反應器床層溫度有所降低，甲烷的含量略有降低，所以ao 蝴“中物間。14在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中汽煤比的選擇應根據煤氣成分和煤氣產(chǎn)果率等因素綜合考慮。此外研究還發(fā)現心,當水蒸氣濃度較小時(shí),反應速度與濃度呈線(xiàn)性關(guān)系，當濃度增大到- -定程度時(shí),95902e85密相區溫度, 800， 出口溫度750日700. *-◆60圖1小型流化床煤氣化實(shí)驗裝置1.1 1.2 1.3實(shí)驗開(kāi)始時(shí),先在流化床反應器內放入- -定量合適粒徑汽煤比/kg.kg"的石英砂作為床料,然后開(kāi)啟電加熱對爐體進(jìn)行加熱,同時(shí)圖2汽煤比對運行溫度的影響開(kāi)啟羅茨風(fēng)機和空氣預熱系統，對進(jìn)入反應器的空氣進(jìn)行預26 r熱,當反應器溫度上升至600 C以上時(shí),開(kāi)啟給煤機。當床層24 t●CH溫度升高至900 C時(shí),打開(kāi)蒸汽發(fā)生器，并通過(guò)控制進(jìn)入蒸22一汽發(fā)生器的水量控制蒸汽量?？諝?、氧氣和水蒸氣的混合氣體通過(guò)氣體預熱裝置使其溫度升高至400~ 500 C,通過(guò)控制水量、空氣量、給煤量,使系統穩定運行，待系統穩定運行半小時(shí)之后開(kāi)始進(jìn)行取樣測試。實(shí)驗選用太原無(wú)煙煤和兗州煙煤,其工業(yè)分析和元素分汽煤比/kg . kg析見(jiàn)表1。實(shí)驗用煤顆粒粒徑為0.9~ 1.6 mm。床料石英砂的圖3汽煤比對煤氣成分的影響表1煤樣的工業(yè)分析和元素分析I業(yè)分析/%發(fā)熱量元素分析/%樣品MsAsVuQo AkJC.NadS,as兗州煙煤1.76 25.09 28.58 44.5724 37561. 16.941. 160.34:6.55太原無(wú)煙煤: 4.72 20.63 6.69 67. 9625 60662. 881.990.63.2.606. 551 |節能科技IENENGKEJI反應速度與濃度基本無(wú)關(guān)。因此適量增加水蒸氣的濃度,一率 增加;另外隨著(zhù)氧/煤比的增加,參與燃燒的份額也有所方面可以提高氣化反應速率,加快水煤氣反應的進(jìn)行;另一加大， 煤氣中CO,的含量會(huì )有所增加。由于實(shí)驗時(shí)氣化的溫方面也可以通過(guò)改變床溫來(lái)改變氣化的結果,隨著(zhù)蒸汽量的度較低,N2所占的比例比較大,影響了煤氣成分,所以CO、提高,CO、H2的含量明顯增加。隨著(zhù)汽煤比例的增加，煤氣H2呈現下降趨勢?？諝?氧氣/水蒸氣氣氛氧煤比對煤氣成的熱值變化不大。但和空氣/水蒸氣氣化相比較而言,煤氣分的影響見(jiàn)圖4,氧煤比對煤氣熱值的影響見(jiàn)圖5。的熱值則明顯提高。汽煤比對運行溫度的影響見(jiàn)圖2,汽煤比2.3富氧條件下氣化結果對煤氣成分的影響見(jiàn)圖3。在同一試驗裝置上進(jìn)行的單純富氧條件下的氣化結果2.2氧煤比對氣化結果的影響顯示，單純富氧條件下產(chǎn)生的煤氣的熱值在3~ 5 MJ/Nm'之在保持蒸汽量、空氣量和床層壓降三者不變的情況下，間，而本試驗所產(chǎn)生的煤氣的熱值在10~ 17 MJ/Nm'之間，適當增加氧煤比，煤參加燃燒的份額增大,爐膛溫度明顯升由此可見(jiàn)，由于水蒸氣的加入，極大的促進(jìn)了氣化反應的進(jìn)高,在純氧/水蒸氣氣氛下的運行溫度明顯高于空氣/氧氣行,使煤氣的熱值遠高于無(wú)水蒸氣條件下富氧氣化所產(chǎn)生的/水蒸氣氣氛下的溫度，溫度升高進(jìn)一步促進(jìn)了碳與二氧化煤氣的熱值。碳的反應和水煤氣反應的進(jìn)行，使得co和H2含量進(jìn)一-步增加,CO2的含量減少。而采用純氧/水蒸氣氣化時(shí),由于不3結語(yǔ)存在氮氣的影響，造成煤氣熱值明顯的升高，遠高于空氣11)隨著(zhù)蒸汽/煤比例的增加，產(chǎn)生的煤氣中Co和H2水蒸氣氣氛下的熱值。在實(shí)際的工業(yè)化運行中應綜合考慮氧的含量明顯增加,CH,的含量有所降低,煤氣的熱值總體變煤比對氣化結果的各方面影響。氧/煤比對煤氣化過(guò)程存在化不大。19廠(chǎng)2)在保持氧氣量和床層溫度不變的情況下,隨著(zhù)氧/煤比的增加,CO和H含量增加明顯，煤氣的熱值顯著(zhù)增加。3 )與同等條件下的空氣/氧氣氣化相比,由于水蒸氣6的加入,進(jìn)一步促進(jìn)了水煤氣反應,煤氣的熱值增加也非常Co如15H明顯。險14一4 )煤的部分氣化與完全氣化的溫克勒爐相比，溫克勒13 t爐的碳轉化率為80%。雖然進(jìn)行小型流化床部分氣化實(shí)驗的0.420440.460.480.50.520.540.560.580.8碳轉化率只有40% ~ 70% ,但可以將其余的碳通過(guò)燃燒加以氧煤比/Nm'. kg圖4空氣/氧氣1水蒸汽氣氛氧煤比對煤氣成分的影響利用，而且可以通過(guò)改變操作條件獲得一定的碳轉化率。參考文獻:[1] Octave L Chemical Reaction Engineeing [M]. New York:John Wi-ley&Sons,Inc, 1974.[2]陳朝芬,孫路石,許政,等.淮南煤焦在不同壓力下CO2氣化反應性[J].煤★- 純氧1水蒸汽時(shí)煤氣熱值■富氧/水 蒸汽時(shí)煤氣熱值炭學(xué)報,2012,37( 12):2097 -2101.[3]蔣海波,朱治平,王月，等.流化床煤氣化試驗研究.化學(xué)工程[J].2014,4(8):60-64.[4]苑衛軍,李建勝,秦利生,等.氣化劑中水蒸氣供給影響分析J].煤化工，0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.氧煤比/Nm'.kg"'2009,(5):60-62.圖5氧煤比對煤氣熱值的影響[5]徐春霞，徐振剛,步學(xué)朋,等.煤焦與水蒸氣及CO2共氣化反應性研究[J.煤炭學(xué)報,2009,34(7 ):952 -956.兩個(gè)影響因素,- - 是隨著(zhù)氧/煤比的增加，產(chǎn)氣率和燃燒溫[6]重慶建筑工程學(xué)院.燃氣的生產(chǎn)與凈化[M.北京:中國建筑工業(yè)出版社，度增加,CO2還原反應和焦油的二次裂解進(jìn)- -步得到加強，1984.增加了煤氣中CO和H2的含量,使煤氣熱值升高,碳的轉化收稿日期:2015-10-18