稻壳催化热解特性及动力学研究

利用热重分析仪,以DHC-32和CaCl2作为催化剂,研究升温速率、催化剂种类和催化剂添加量对稻壳热解行为的影响,并采用一级反应对其热解动力学进行了计算分析.研究结果表明:催化剂加入量较少时,DHC-32和CaCl2对稻壳热解焦炭产物的生成具有促进作用,随加入比例的提高,稻壳热解活化能逐渐减少.CaCl2对稻壳热解的催化作用优于DHC-32.     

空分装置操作参数对IGCC系统性能的影响

空分装置(ASU)是整体煤气化联合循环(integratedgasification combined cycle,IGCC)系统的重要组成单元,其参数的选取直接影响整个系统性能。为了优化空分装置运行参数,采用ThermoFlex软件建立200 MW级IGCC系统模型,基于空分装置在不同操作压力pasu条件下,研究氮气回注系数Xgn、整体空分系数Xas、氧气浓度、回注氮气温度Trn对系统性能的影响。研究结果表明,提高Xgn,系统的供电、发电效率先升高后降低;增加pasu,系统效率呈降低趋势。Xas增大,系统供电效率增加,在Xas较高(>60%)时供电效率随pasu的升高而增大。氧浓度对系统效率影响较小。提高Trn可以改善系统性能。在氧气浓度(或者Trn)不变条件下,增大pasu,供电效率随之增加。研究结果将为IGCC电站的设计提供参考。     

煤部分空气气化多联产工艺中焦油裂解脱除试验研究

煤焦油在煤气的生产、运输等过程中存在较大危害.为了研究焦油的裂解特性,在1MW循环流化床热电气多联产试验装置上进行了煤部分空气气化多联产方案的焦油脱除试验研究,考察气化炉运行温度和添加石灰石对焦油裂解的影响.此外,设计了焦油的氧化热裂解装置,进行了焦油的氧化热裂解试验.结果表明,随氧化裂解温度的升高,煤气中焦油含量显著降低.     

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。     

一维炉系统的测试实验

一维炉是一种研究煤的热解燃烧和结渣等方面的实验系统,可用于模拟电厂煤粉的燃烧特性。以元宝山褐煤为燃料,介绍了一维炉的结构和功能,并对系统的可靠性进行了验证,利用烟气分析仪及热重分析仪对燃烧后的尾部烟气及灰渣进行了分析测定。结果表明:尾部烟气含氧量与灰渣可燃部分剩余量均在理论计算值的误差允许范围内,说明一维炉密封良好,系统内各部分正常运行,对维炉的调试和研究具有一定的参考意义。     

FeCl3对稻壳水热炭基本元素及燃烧特性影响

以稻壳为原料,FeCl₃为催化剂,利用元素分析仪和热重法研究稻壳水热炭元素结构和燃烧特性,考察水热温度、催化剂浓度对于水热炭元素结构和燃烧特性的影响。结果表明：1)随着水热温度升高,水热炭固定碳含量和热值增大,O/C和H/C原子比逐渐降低。FeCl₃的加入进一步加深了水热炭的碳化程度,但对于碳化程度影响效果,水热温度大于FeCl₃浓度;2)未添加FeCl₃时,水热炭燃烧呈双峰,且挥发分燃烧段峰值明显高于固定碳燃烧段。水热温度上升,挥发分燃烧峰值下降,固定碳燃烧峰值增加。加入FeCl₃后,固定碳燃烧范围扩大,双峰逐渐融为单峰,整体向高温区转移;3)水热温度一定时,随着催化剂浓度增大,水热炭燃烧DTG曲线由双峰变为单峰,整体向低温区转移;4)升温速率加快,导致样品着火温度、燃尽温度提高,水热炭燃烧整体向高温区转移;5)水热温度一定时,FeCl₃加入后,着火温度和燃尽温度均小幅度提前,综合燃烧特性指数S_N呈先增大后减小的趋势。FeCl     

煤裂解和气化过程中焦油裂解的实验研究

在热解和气化过程中产生的焦油 ,影响系统的正常运行 ,分析了煤热解和气化过程中温度、停留时间、压力、气氛、粒径以及床料等对焦油热裂解和催化裂解产生的影响 .同时 ,对比了不同催化剂的催化能力 .采用石灰石为催化剂 ,在 1 MW热态实验台上进行了实验 ,研究焦油和煤气成分在循环煤气作气化剂时不同钙硫比工况下的变化情况 .结果表明 ,石灰石的加入降低了焦油产率 ,提高了煤气产率 ,改善了煤气质量 .     

稻壳水热炭化学结构和燃烧特性及动力学分析

以稻壳为原料,利用水热碳化技术结合元素分析和热重法,考察水热反应强度对水热炭化学结构和燃烧特性及动力学的影响。结果表明：1）随着反应强度参数（lg R₀）的增大,水热炭整体挥发分和氧元素质量分数呈减少趋势,而C元素质量分数则逐渐增加,当水热反应强度lg R₀为4.90~6.19时,参数变化尤为显著,lg R₀为6.19时,C元素和O元素的质量分数分别为50.5%和21.3%,O/C和H/C原子比分别为0.32和1.21;2）相对于原料,水热炭的燃烧损失集中在固定碳和挥发分燃烧阶段,着火和燃尽温度均有小幅上升;3）当lg R₀由3.25增至6.49时,挥发分燃烧损失减小,固定碳燃烧损失增大,着火与燃尽温度呈整体向高温区转移的趋势,综合燃烧特性指数（S_N）呈先增加后减小的趋势;4）固定碳燃烧段活化能低于挥发分燃烧段,本次采用的动力学模型分析水热炭燃烧动力学结果可靠,相关系数（R²）均在0.92以上。     

两段式水煤浆气化炉气化参数对IGCC系统性能的影响

采用Thermo Flex软件建立了基于两段式水煤浆气化技术的200MW级IGCC系统模型,研究了气化温度、水煤浆浓度、气化压力、氧气纯度等气化参数对系统性能的影响.结果表明：提高反应温度和气化压力,系统的供电效率和发电效率降低;氧气纯度增加,供电效率上升;在相同气化温度（或气化压力、氧气纯度）的情况下,提高二段给煤比γsc,系统性能可以得到有效改善;当水煤浆浓度变化时,氧煤质量比随γsc改变进行调整才能达到设计值碳转化率的要求.     

高温固硫物相硫铝酸钙生成反应灰色关联分析及预测模型

针对高温固硫物相硫铝酸钙生成反应的特点以及试验数据为小样本、贫信息的情况进行了灰色关联分析。结果表明,影响硫铝酸钙生成的主要因素是燃烧环境中的O2浓度,其次是反应时间,反应温度的影响相对较小。采用Verhulst模型建立了对高温下硫铝酸钙生成时硫析出量随时间变化的预测模型,并对试验进行了模拟。与实测结果相比,所建模型模拟效果较好。