神华煤及混煤的循环流化床工业气化炉运行研究

在设计给煤量为350 t/d的循环流化床煤气化工业装置上,分别以高钙神华煤及其与百矿煤的混煤为原料进行了168 h气化试验,考察了装置的运行特性和气化特性,并结合SiO_2-Al_2O_3-CaO三元相图对神华煤及混煤的结渣倾向进行了分析。结果表明,神华煤及混煤在循环流化床煤气化工业装置上运行稳定、未出现结渣失流现象。在相同的气化风量条件下,神华煤气化时冷煤气效率为69.64%,碳转化率为85.01%,煤气热值为5.59MJ/Nm~3,各项指标均高于混煤气化。向神华煤中掺入百矿煤,煤灰组成点由钙长石区域向莫来石区域移动,煤灰熔融特征温度显著提高。混煤气化条件下,钙长石的生成量明显减少,有益于工业气化炉的长期稳定运行。     

流化床常压空气部分气化和半焦燃烧的试验研究

为进行煤的多联产方案研究,在1 MW循环流化床热电气多联产试验装置上,选取兖州煤、大同煤为试验煤种进行了部分空气气化和半焦燃烧试验。试验结果表明,空气部分气化方案得到的煤气热值较低,为3~5 MJ/m3,在气化炉中的碳转化率为40%~70%,剩余半焦被送入循环流化床反应器中燃烧,该系统的总体转化效率为90%左右。气化炉床层温度对气化炉碳转化率影响较大,随着温度升高其碳转化率明显提高,而燃烧炉燃烧效率呈下降趋势。石灰石的加入除了对焦油的裂解有一定的促进作用外,还具有脱除硫化氢作用,当[Ca]/[S]为3时,脱硫效率为90%。气化炉的给煤量、燃烧炉运行温度随气化炉鼓风温度提高而增加。     

煤的空气、水蒸气部分气化特性研究

根据分级转化的思想,以空气与水蒸气的混合物作为气化介质,在小型流化床煤气化试验台上研究了汽煤比、空气煤量比(空煤比)和床层压降对气化过程的影响,并与空气气化的结果进行对比分析,得出了汽煤比和空煤比与床层温度、煤气成分、煤气热值、煤气产率、碳转化率等的关系,并获得了床层压降对煤气成分和煤气热值影响的数据.     

气流床固态排渣实验研究

煤气化技术由于其高煤炭利用率和低污染排放,近年来得到快速发展。为扩大该技术对高灰熔点煤种的适应性,在0.5 kg/h规模的常压富氧气流床气化实验系统上,对我国高、低灰熔点煤在固态排渣温度范围内进行了煤粉富氧气化特性实验研究。研究结果表明：随着温度的升高,有效气浓度增大,碳转化率增大,冷煤气效率增大,灰渣熔融程度增强;随着氧碳比的升高,有效气浓度降低,碳转化率升高;随着停留时间的增大,有效气浓度、碳转化率和冷煤气效率都升高,灰熔融特性更加显著。不同煤种在相同条件下,灰熔融特性也不相同,低灰熔点褐煤在1300 ℃、停留时间为1.5 s时,灰熔融特性比高灰熔点烟煤明显。     

生物质高温空气气化的分析与探讨

简述了生物质高温空气气化的工作原理 ,对气化的两个阶段进行了详细探讨 ,就气化参数对生物质高温空气的影响进行了深入分析 ,结果发现 :随蒸汽消耗率的增加气化温度降低 ,而气化所得的煤气热值增大 ;气化温度随氮碳比的增大而升高 ,而气化所得的煤气热值却随氮碳比的增加而降低 ;煤气热值随气化温度的增加而增大 ,但是增加量不大     

基于生物质与煤共气化的系统模拟分析

对所构建的生物质与煤共气化系统进行了流程模拟,研究气化反应温度、生物质掺混比wbio和水蒸气与生物质的质量比S/B对气化特性及热力学性能的影响规律.结果表明,提高气化反应温度和S/B将在一定程度上降低气化合成气的热值和气化效率,其主要原因是反应过程的热能消耗同步增加,即更多的原料化学能被释放出来.相对于煤单独气化过程,掺混一定比例的生物质会降低气化效率,但有利于提高合成气的热值,降低污染物的排放量.     

空气气氛下褐煤和木屑共气化特性模拟

针对煤和生物质在单独气化过程中存在的转换率低、气体热值低和焦油含量高等问题,笔者通过CHEMKIN软件建立流化床反应模型对木屑和褐煤的空气气化进行模拟试验,研究生物质掺混比例（木屑/褐煤）、空气当量比,对产气组分、气体产率、碳转化率、热值和气化效率的影响.分析结果表明,通过建立柱塞流反应模型,依据燃料自身特性,选取合适的掺混比和空气当量比（ER值）,可以得到高热值气体,并提高气化效率.     

利用液态CO2提高水煤浆煤水配比对气化效果影响的数值模拟

提高水煤浆气化碳转化率和冷煤气效率，是强化气化过程的必然结果。利用FLUENT软件平台，该文用数值模拟方法模拟了水煤浆气化过程中水煤浆煤、水配比和氧、碳原子比对气化过程和出口煤气成分的影响；尤其是研究了利用添加液态CO2的方法提高水煤浆煤、水配比，对提高气化炉碳转化率和冷煤气效率的影响。模拟结果显示：随着液态CO2浓度的不断升高，煤气成分中CO大幅上升，H2略有降低，CO2浓度升高；气化炉的碳转化率和冷煤气效率都有较大幅度提高，分别达到最大值98.58%、76.74%，比原工况分别提高了3.7%、6.1%；气化炉温度先降低后变化趋缓。结果证明添加液态CO2后强化了气化炉内的二次反应，提高了焦炭燃烧速率。     

基于Aspen Plus的煤炭空气部分气化联合循环发电系统模拟

煤炭空气部分气化联合循环发电技术采用循环流化床反应器作为气化炉和燃烧炉,煤由给料装置送入气化炉中与空气发生反应,产生燃气然后送入燃气轮机中发电;反应剩余的半焦则送入循环流化床燃烧炉中燃烧发电。本文采用甘肃华亭煤为设计煤种,利用Aspen Plus软件对煤炭空气部分气化联合循环发电技术进行模拟研究,得出了空气煤比、碳转化率对气化温度、燃气组分、燃气热值、气化效率、发电效率等因素的影响。结果表明:随着空气煤比的增大,气化温度升高,燃气热值、发电效率及气化效率降低;随着碳转化率增大,燃气的热值提高,气化效率及发电效率均增加;系统发电效率随着碳转化率增加而增加,然而当碳转化率大于80%时,发电效率的增加幅度大幅减小,因此将碳转化率选为80%较为合适,此时的发电效率约为57%,这相较于现有的煤粉燃烧发电系统有极大的提高。     

基于两段式水煤浆气化的气化参数对气化性能的影响

利用Thermoflex建立基于两段式水煤浆气化的气化岛流程模型,对影响两段式水煤浆气化性能的气化参数进行分析,研究二段给煤比对气化性能的影响。结果表明,随着二段给煤比的增加,合成气的有效气含量降低,而冷煤气效率先升后降。二段给煤比存在最佳值,综合考虑气化温度和冷煤气效率,最佳二段给煤比为0.1~0.15。     

循环流化床富氧气化运行特性研究

在江西某循环流化床富氧气化装置上,考察了不同煤种、原煤粒径分布、料层差压、反应温度、氧气流量对气化装置运行特性的影响,研究了各工况对煤气热值、炉渣含碳量和碳转化率的影响并进行了综合优化调整。结果表明:在相同气化条件下,陕北神木原煤运行的各项参数指标均高于内蒙东胜原煤。原煤粒径分布、料层差压、反应温度和氧气流量对降低炉渣含碳量,提高碳转化率、煤气有效组分和热值有一定作用,为大型循环流化床富氧气化装置运行和优化提供了方法。     

循环流化床煤气化平衡模型研究

该文根据试验结果拟合了碳转化率和甲烷产率动力学经验关系式,结合物料平衡、能量平衡和化学平衡,建立了动力学修正的循环流化床煤气化平衡模型.在与试验相同的条件下,进行了循环流化床煤气化模拟计算,模拟计算结果和试验结果比较吻合.在此基础上,还就空气加入量、蒸汽加入量及加煤速率对床温、煤气组成、煤气热值、碳转化率和气化效率的影响做了预测和分析.     

生物质物料气化产气特性的研究

在自行设计的气化燃烧两段炉中对4种常见的生物质物料进行了十几种不同工况的气化试验。分别研究在不同温度、不同气化介质、不同流量下，由气化生成的合成气中各组分含量和热值的变化趋势及规律。结果表明：(1)随着温度的升高，CO和H2含量增高；(2)水蒸气的加入显著提高了H2的含量；(3)在试验条件下，给料量为5kg／h、富氧流量为4．5m^3／h时，气化效果较好。     

电站锅炉入炉煤元素分析和发热量的软测量实时监测技术

文中提供了一种入炉煤元素分析和发热量的实时监测技术，该技术通过测量锅炉、汽轮机、磨煤机以及空气预热器的运行参数间接实现入炉煤元素分析和发热量的实时监测；它利用煤干燥无灰基元素的组成特性的基础性研究结果和能量守恒原理，从排烟气体成分中提取煤的干燥无灰基元素含量的信息；从磨煤机的运行状态中提取入炉煤收到基水分的信息；通过锅炉本体以及空气预热器的能量平衡分析，采用灰分校正技术，实现了入炉煤元素分析和发热量的实时监测。该技术可以为入炉煤质和锅炉效率的监测提供一种快速分析工具，帮助实现锅炉的优化运行。该技术已经在300MW的发电机组上应用成功，测试表明，收到基低位发热量的测量误差在-3．17％～ 3．83％之间。     

燃煤热值对锅炉经济性影响的分析研究

燃烧不同热值的煤对电厂锅炉效率、厂用电率、供电煤耗及环保指标均会产生一定影响。为提高电厂运行经济性,对多台容量为300~1 000 MW的锅炉的燃用煤种经济性进行了试验和研究。结果表明,煤种热值每降低0.42 MJ/kg,300 ~1 000 MW锅炉效率降低0.10%~0.18%,厂用电率增加0.05%~0.12%,供电煤耗增加0.33~0.79 g/kWh。     

西南地区水煤浆气化煤种与添加剂的评选

对西南地区4个用于水煤浆气化的备选煤种和添加剂进行了评选。广安煤、黄桷庄煤由于灰分高、热值低而不适合水煤浆气化。桐梓煤和恒远煤的成浆特性试验表明:桐梓煤的适用添加剂是HNF和FP,当HNF的用量为0.3%～0.4%时,煤浆浓度可达到66.31%,表观黏度低至652 mPa.s;恒远煤的适用添加剂是HNF,当其用量为0.5%～0.6%时,最高煤浆浓度为60.93%,表观黏度为394 mPa.s。     

提高燃煤发热量对电厂综合经济性影响的试验研究

煤质变化将会对锅炉效率、辅机电耗、排放成本等产生影响,对他们之间的定量关系研究可以为电厂煤炭的采购提供依据,从而提高电厂的运行经济性。在某电厂两个常用煤种历史煤质统计的基础上,研究了Qnet,ar与工业分析成分之间关系,除Aar与Qnet,ar呈明显的反比例关系外,其他指标变化不明显。根据两煤种各3个不同典型煤质的煤质综合经济性电厂试验结果,计算分析了发热量提高对电厂综合经济性的量化影响。燃煤发热量Qnet,ar提高200kcal/kg,330MW机组年发电成本可降低128～245万元。