以空气-水蒸汽为气化剂下吸式生物质气化炉设计与试验

针对下吸式生物质气化炉主要部件对气化效果的影响进行了分析,并且设计了1台生物质气化炉。以空气-水蒸汽为气化剂,松木颗粒为原料,对该气化炉进行试验。在仅以空气为气化剂时,确定了最佳空气当量比(ER)为0.263,还原区反应温度达到671℃,燃气热值达到峰值1 569 kcal/Nm3。在ER保持0.263不变的条件下,增加水蒸汽与燃料质量比(S/B),在反应温度高于600℃时,燃气中CO含量逐渐减少,H2含量逐渐增加。当该气化炉以空气-水蒸汽为气化剂,ER为0.263,S/B为0.078时,燃气热值达到最大值1 627 kcal/Nm3。     

床层压降对主动配风式生物质气化影响分析

通过实验的方法对生物质气化过程中床层压降的影响进行研究,以空气为气化剂进行了生物质气化特性试验,考察了气化参数对生物质产气质量的影响。分析了压力、温度、热值三者间的内在联系。研究结果表明:在实验工况下,最佳压降范围为1.6～2.9 kPa,此时炉内氧化层温度达到1 000～1 300 ℃,燃气热值为4 900～5 700kJ/m³,焦油质量分数随温度升高而降低,在炉内压降超过2.9 kPa时氧化层温度降低,因此,在最佳压降范围内,压降提高有利于燃气质量的改善,该结论可以对气化炉床层反应动力学研究提供参考。     

加压湍动循环流化床气化炉煤气成分与热值试验

为了研究不同操作工艺参数对加压循环流化床煤气化特性的影响,在加压湍动循环流化床热态实验台上对淮北烟煤进行煤气化试验,试验操作条件：气化炉压力p为0.3 MPa、气化温度t为830～910 ℃、空气煤质量分数w(空气煤)为0.29～0.4 kg/kg、蒸汽煤质量分数w(蒸汽煤)为0.32～0.53 kg/kg.通过多参数组合变换工况,分别考察试验操作条件对煤气成分和煤气热值的影响.采用宽筛分石英砂作为床料,在试验过程中粗石英砂加剧气化炉提升段下部密相区的扰动程度,同时细石英砂提高上部稀相区颗粒体积分数,加上气化炉本体具有下宽上窄的特征,在一定范围内实现气化炉提升段下部湍动流化,上部环核流动.结果表明,气化炉温度对加压煤气化过程影响最为显著,并在w(空气煤)为0.35 kg/kg、w(蒸汽煤)为0.38 kg/kg时,煤气热值达到最大值4 138.98 kJ/m3.     

生物质双床气化流化床燃烧炉燃烧强度模拟研究

生物质是一种清洁可再生能源,双床气化装置可高效利用生物质能源,高燃烧强度燃烧炉可提高双床气化装置效率.由于流化床燃烧炉内易实现半焦高效燃烬和热量平衡,流化床燃烧炉可实现高强度燃烧.本文采用热烟气作为气体介质,应用syamlal-obrien曳力模型对高燃烧强度的流化床燃烧炉进行三维数值模拟,获得流化床燃烧炉内部固相流动及分布情况.结果表明:流化床燃烧炉能够实现密相区内物质和能量的快速交换,实现燃料的高效反应,提高燃烧炉强度应主要从底部密相区入手;并且削减稀相区空间也可实现燃烧炉燃烧强度的提升.燃烧炉随着高径比的减少,热载体循环量和燃烧强度都会提升;燃烧炉高度从5 m降到3 m,燃烧强度从942.7 k W/m3增加到1 571.17 kW/m3.     

催化燃烧技术在锅炉中的应用研究

催化燃烧实现了贫燃料的燃烧过程,打破了传统火焰燃烧的可燃界限,镀贵金属(铂)蜂窝状支撑物可实现近100%燃料转换率.在催化燃烧炉Ⅰ型的基础上,以催化燃烧技术为理论依据,研制出催化燃烧炉Ⅱ型.对于催化燃烧炉Ⅱ型,在相同的燃气百分比下,通过实验研究了燃气流量的大小对系统的辐射效率和热效率的影响.随着天然气流量的增大,催化燃烧炉Ⅱ型的辐射效率和热效率均随之减小.催化燃烧炉Ⅱ型具有高辐射效率和低污染物排放等优点.     

倾斜煤层煤炭地下气化模型试验研究

为了认识倾斜煤层煤炭地下气化特征和规律性 ,藉助多功能模型试验台 ,对倾斜煤层进行了模型试验研究 .简述了煤炭地下气化多功能模型试验台结构 .介绍了脉动气化、水蒸汽气化、富氧水蒸汽气化及返流气化方法 ,研究了产出的煤气热值、组份和气化速率 ,并对试验结果进行了讨论与分析 .试验结果表明 ,脉动气化在一定程度上可改善煤气质量 ,采用水蒸汽气化方法 ,能够生产高热值水煤气 ,富氧和返流气化未能明显改善出口煤气质量 ,但能够迅速提高气化炉体的温度 .与急倾斜煤层相比较 ,倾斜煤层尚不能提供有效的渗流燃烧的气化条件 ,因而影响着煤气质量的提高     

解决循环流化床锅炉返料器泄漏问题的研究

达到环保排放标准的循环流化床锅炉目前得到了广泛应用,伴随着燃煤价格不断上涨,提高此类锅炉的运行稳定性是电厂关注的焦点。笔者针对运行中常见问题之一——返料器泄漏进行了技术攻关研究,通过对返料干管和返料斜管的联接强度、返料器内衬的技术改造,最终有效解决了循环流化床锅炉返料器泄漏问题。     

循环流化床锅炉U型密封阀返料器的数值模拟

对循环流化床锅炉的U型密封阀返料器进行数值模拟,通过观察移动床和鼓泡床2种流态下返料器的返料过程,分析了U型返料器的自平衡特性以及返料风速对返料量的影响.结果表明:非流化态流动可实现返料器回料量的控制,但因立管内物流速度低,限制了其回料能力;物料流态化流动时,循环物料处于自平衡状态,受返料风影响较小,返料量稳定.     

垃圾衍生燃料流化床富氧气化实验研究

为了研究不同操作工艺参数对垃圾衍生燃料（RDF）流化床富氧气化特性的影响,在常压流化床气化炉上进行徐州RDF的富氧气化实验,研究气化温度、当量比及氧体积分数对气化特性的影响.结果表明：随着气化温度由600 ℃升至800 ℃,气体产物中H2和CO体积分数显著增加,气体热值和气化效率增加;当量比通过影响气化反应程度及燃料碳转化率间接改变气化效果,当氧体积分数为425%、气化温度为770 ℃时,气化最佳当量比约为02,过高或过低均会导致可燃组分和气化效率的降低;随着氧体积分数由21%增至425%,可燃组分体积分数不断增加,与空气气化相比,富氧气化的气化效果有显著改善.     

电热还原法制备富含一氧化碳煤气研究

为了实现煤的高效洁净转化,提出了一种电热还原法制备煤气的新方法.用石英砂和煤为原料,在自制气化炉内制备了以CO为主要成分的煤气,研究了煤种及焙烧原料对该混合煤气的组成、酸碱性和热值的影响,给出了特定实验条件下的气流量和炉内气体压力等参数,用XRD对副产品作了分析.结果表明：煤气主要产生于煤热解、硅质原料和碳质原料的电热还原反应,可燃气体浓度为87%-94.9%,富含CO（其最高浓度可达92.2%）,煤气热值为11.25-14.87MJ/m3,有弱腐蚀性.气化副产品是SiC,含量为98.37%,其中3C-SiC占77.99%,6H-SiC占19.28%,4H-SiC占1.1%.     

煤炭地下气化过程稳定控制方法的研究

在煤炭地下气化过程中 ,由于炉内客观条件的不断变化 ,难以建立正常的加热制度和及时正确地控制鼓风气流和煤气的流动 ,从而影响气化过程稳定进行 .针对这一问题 ,在新河和刘庄煤炭地下气化现场试验的基础上 ,研究了三种控制气流的方法 ,即辅助通道供风气化、压抽结合供风气化和反向供风气化 .结果表明 ,这三种控制方法能够降低出口煤气中 CO2 的含量 ,提高煤气热值 ,稳定煤气产量 ,是现场试验和生产过程中实现连续、稳定生产的有效措施     

Safety research in the gasification process of novel multi-thermal-source coal gasifier

In order to collect the gas safely produced in the gasification process of the novel multi-thermal-source coal gasifier,based on its gasification skill and the characteristics of the products, this paper analyzes the possible dangers in the gasification process, devises the gasifier eruption and explosion experiments, explores the conditions of gasifier eruption and gas explosion, studies their effects on the gasification process and establishes safe operation measures. Gasifier eruption hazard occurs easily in the gasification process of one-thermal-source coal gasifier when Msio: is far higher than that in the normal adjuvant. The gas permeability in the gasifier is not the same and the power supply is too large. However, similar conditions in the gasification of multi-thermal-source coal gasifier do not produce a gasifier eruption accident so easily. When it erupts, the gasifier should be stopped and then cooled down naturally or inert gas can be sprayed on the gasifier to cool it off, and thus gas explosion can be avoided. There is a possibility of direct gas explosion, but it can be avoided when the gas in the gas collecting space is replaced slowly by supplying a small amount of power or the inert gas fills the space in the previous gasification. The time a fire is lit is strictly controlled, the gas is drawn in by using the aspirator pump, and the gasifier pressure is kept in the state of micro-positive pressure in the middle and later gasification process. The conclusion is that the gasification process of the novel multi-thermal-source coal gasifier is safe according to normal operation rules.     

新型近零排放煤利用系统中污染元素的迁移转化规律研究

针对所提出的新型近零排放煤气化燃烧集成利用系统，采用热力学平衡计算软件包FactSage 5.2研究了煤中多种有害元素随气化压力及温度的变化，以及在气化炉中的迁移转化规律.在此基础上，进一步计算得到了随煤气温度的降低，各有害元素在煤气中可能的化学形态及物理相的转化规律.同时，考察了含有污染元素的气化炉固相产物随物料循环进入燃烧炉后，在O2/CO2气氛下的最终热力稳定形态.研究结果将为该近零排放煤利用系统抑制污染物的生成及排放控制提供指导，同时为其他零排放煤利用系统实现污染物的零排放提供参考.     

不同煤种地下气化特性研究

在地下气化模型试验及理论分析的基础上，研究了不同煤种的地下气化特性．比较了空气连续气化及纯氧．水蒸汽气化条件下的煤气组成，并从气化煤层升温速率、气化速率、煤气产率、气化效率等方面比较了不同煤种的地下气化特性．试验结果表明，煤种的不同组成决定了空气煤气中CO，H2，CH4含量的不同，鼓风量影响着空气煤气的组成．在适宜的汽氧比条件下，不同煤种纯氧，水蒸汽地下气化均可以获得中热值煤气。对于试验煤种，褐煤具有高的气化活性、气化速率及低的煤气产率，其纯氧-水蒸汽气化效率达87％，最适于地下气化；瘦煤地下气化，气化煤层温度上升缓慢，其气化活性较低，气化速率变化平缓，纯氧-水蒸汽气化效率为74％，但气化过程稳定，且具有高的煤气产率，可以进行地下气化；气肥煤煤层升温速率最快，煤气产率仅次于瘦煤，但在煤挥发分析出后，气化速率减小，气化稳定性变差。     

流化床气化炉内煤气组成变化规律的试验研究

介绍了在流化床气化炉中间试验装置上进行的有关粉煤流化床气化反应的试验研究，对沿气化炉高度的气样作了成分分析，得出了还原区和稀相段沿炉高煤气组成的变化规律，考察了水蒸气量、空气温度等因素对煤气组成及其变化规律的影响，并应用化学反应平衡理论对影响炉内煤气组成变化的主要因素进行了分析．     

喷流床煤气化炉模型计算结果分析与优化

利用所建立的气化炉模型,对影响气化炉出口气体成分的入料参数进行了详细描述.基于模型分析了水煤比、氧煤比、气化温度、气化压力、煤粉粒度大小以及初始颗粒喷入速度等主要参数对最终出口气体成分的影响.分析结果表明:氧煤比对碳转化率的影响要大于水煤比的影响;而水煤比对最终煤气成分组成影响更大.为获得97%以上的碳转化率,氧煤比应...     

稻壳流化床气化实验研究

在小型流化床气化实验台上,利用空气作为气化剂,对稻壳进行了气化实验研究,利用臭氏分析仪和气相色谱对气化气成分进行分析。考察了不同气化温度、不同空气当量比对气体成分,产气率和气化效率的影响。结果表明,稻壳气化气中含有CO,N_2,H_2,CH_4,CO_2,C_(?)H_x等气体,升高气化温度会使产物气体的热值与气化效率增加,然而空气当量比增加导致产物气体的热值与气化效率降低。     

废轮胎胶粒气化脱硫试验研究

使用自行设计的流化床实验装置进行废轮胎胶粒气化实验和气化脱硫实验,研究温度、钙硫摩尔比以及流化数对气化脱硫的影响.结果表明,温度升高会增大产气中可燃气成分体积含量,增大产气热值;钙硫摩尔比的增大导致脱硫效率升高和产气热值增大;流化数增大可提高产气量,同时也使得产气热值下降.