煤在流化床中的热解——实验研究及数学模型

本研究利用一个改进的流化床热解装置对神木煤的脱挥发分行为进行了实验研究及数学模拟,得到了煤粒在流化床中的升温及分层热解的规律。     

泥炭在流化床中快速热解

<正> 一、引言最近几年,开发了从生物质生产液体产品的短停留时间热解过程。生物质供给与运输的经济性表明,较小规模的热解过程可能是经济可取的。这种判断导致常压流化床热解过程的开发,即目前所渭沃特卢(Waterloo)快速热解工艺。沃特卢快速热解工艺是为热解有机原料来生产液态燃料或化学品而设计的。对已述的无催化热解加工,该工艺能从木质废料中获得有机液体产率最高,如阔叶树木或松柏类乔木液体产率可达65％。初步经济分析表明,对小规模(如100吨原料/天)的从生物质生产液态产品作为一种燃烧油来说,该工艺是经济合理的,比目前任何通行的热解液化工艺都具有潜在的经济效益。     

循环流化床煤燃烧/热解双反应器系统稳定性分析

为了考察循环流化床煤燃烧/热解双反应器系统的稳定性,在冷态实验装置上以电厂锅炉灰为实验物料,其中提升管的内径为100 mm,高为6.7 m,与热解室相连立管的内径为44 mm,高3 m,热解室的截面积为200 mm×200 mm,高770 mm。分别考察了影响系统稳定运行的主要因素,并对系统中存在的几对平衡关系进行了分析。结果表明,旋风料腿内的固体料位高度、热解室内的料位高度以及热解室内的压力等是影响系统稳定运行的关键因素,尤其是热解室内压力的增加有可能使立管内料封破坏,最终导致系统瘫痪。而提升管与热解室立管之间压力的平衡以及提升管与旋风分离器料腿之间压力的平衡等在操作过程中必须保持稳定,否则也会发生窜气、架料、旋风分离器效率下降等现象,影响系统稳定运行。     

循环流化床作为生物质热解液化反应器的实验研究

总结了固体生物质热解液化装置－一套循环流化床反应器冷态实验的结果。以空气为介质,石英砂为床料,着重考察了循环量与气速、储料量、吹风量、吹风口位置及物料间的关系,得出在一定范围内,循环量随操作气速、Ｌ阀吹风量及储料量的增加而增加;随物料密度、粒径的增大和吹风位置的提高而减小。为热态实验寻找到最佳的操作条件和控制手段。对以木粉为物料的生物质热解油的产率和物性进行了分析。     

从三种反应器中得到的煤热解产物分布的比较

0前言影响热解试验结果的因素很多,例如,试样经历的时间-温度变化、压力、实验过程中热量和质量的传递速度等,所有这些都对产物的分布具有重大的影响.另外,在热解反应的温度下,析出的大量挥发分(主要是焦油)是不稳定的.通常,很难完全控制和计算热量、     

流化床粉煤气体热载体快速热解反应器的计算

在冷态模拟实验和煤热解动力学计算的基础上,对粉煤气体热载体快速热解提升管反应器的高度进行了计算。利用高速摄像粒子测速法结合互相关算法研究了不同气体流量和不同颗粒粒径时固体颗粒在热解提升管中的运动速度,通过求解神府煤热解动力学方程,得到了不同粒径神府煤颗粒热解挥发分析出的时间,从而确定了快速热解提升管反应器的高度。研究结果表明:当气体流量在850 m3/h,粉煤的粒径主要集中在0.7—3.0 mm时,提升管的高度应选择在10.0 m。     

煤热解技术现状及研究进展

介绍了我国现在主要使用的煤热解技术,比较集中技术的优势和劣势,简单的讲解了煤热解的原理。从两方面着手研究,一方面是热解原料,另一方面是热解反应的要求。总结出相应因素影响煤热解的程度和过程。此外分析了催化剂与煤热解反应的关系。创新研发出新工艺,实现提升转化率和焦油率的转化水平。     

生物质快速热解下行式流化床反应器研究进展

在碳中和目标下,未来发展之路是从化石能源的原料体系转变到可再生能源的原料体系。作为化石资源的重要替代品,生物质是唯一能够大规模取代化石资源的可再生碳资源。生物质快速热解技术是实现生物质资源转化为液体燃料的重要途经,其技术核心是反应器。下行式循环流化床反应器具有产物停留时间短、近平推流性能等优点,在生物质快速热解方面具有广阔的应用前景。本文介绍了流化床反应器的特点及其中试和示范/商业级装置的研究现状,详细总结了下行床反应器的特点、结构、分类及流体力学特性,并分析了目前下行床反应器放大过程中的瓶颈问题以及进一步研究的方向,为推动下行床反应器在生物质快速热解工业应用提供参考。     

煤在不同气氛下热解脱硫研究进展

对迄今为止有关不同气氛下煤热解脱硫的研究进行综述，着重介绍了在氧化性气氛，还原性气氛和惰性气氛下的脱硫机理，脱硫效果及影响因素；并对不同气氛下的煤热解脱硫行为进行比较，指出了煤热解脱硫存在的问题及今后的研究方向。     

并列流化床煤气化炉内结块的研究

对并列流化床煤气化炉内的结志进行了包括光学显微镜，热重，Ｘ射线分析等多种方法的实验研究，分析了结块形成的过程机理，探讨了防止结块的相应措施。     

循环流化床燃烧数学模型及试验研究

利用循环流化床内气－固两相流动基础方面的研究成果, 提出床内气固浓－淡流动模型, 建立适用不同结构参数的循环流化床燃烧模型, 考虑了床内气体、固体颗粒的返混、循环过程以及煤燃烧、污染气体的生成和分解、颗粒磨损等过程． 在循环流化床燃烧试验台上进行实验研究, 模型仿真结果和实验数据吻合良好, 表明气固两相浓－淡流动模型所建立的循环流动床燃烧系统模型可以正确地模拟循环流化床的燃烧过程．     

高速气固流化床局部瞬态行为混沌分析

在内径 1 86mm、高 9m的提升管中 ,通过改变操作气速获得湍动流化床、快速流化床和稀相输送典型的操作状态 ,使用光纤密度探头在轴向不同截面的不同径向位置处测得密度脉动时间序列 ,以反映不同流型下 ,不同浓、稀相区的瞬态动力学行为 .利用确定性混沌理论分析了局部密度脉动信息 ,以Kolmogorov熵定量地表征系统的动力学特征 .实验结果表明 ,Kolmogorov熵随流型的变化能正确地反映相应流型的特点 ,可用来描述不同流型下的流动结构 .在忽略壁面附近行为的条件下 ,对 3种流型、不同的浓稀相区 ,局部熵值随局部固含率变化可分为两个区 :当局部固含率高于 0 0 5时 ,熵几乎不随局部固含率的变化而变化 ;当局部固含率低于 0 0 5时 ,熵随局部固含率的减小而急剧增大 .这说明系统的混沌特征与局部固含率关系密切 ,局部固含率对系统局部动态行为起控制作用 .     

流化床煤气化技术的研究进展

结合流化床煤气化过程原理和循环流化床反应器开发应用状况,综述了流化床煤气化技术的进展,分析比较了目前广泛应用的3种煤气化流化床:鼓泡流化床,循环流化床及增压流化床的工艺及特点,并对工业上应用的典型的煤气化流化床(高温温克勒(HTW)及灰熔聚气化)的气化工艺流程具有的优势和存在的问题进行了较为详细的分析,并概括了流化床煤气化技术的发展趋势及应用前景.     

华亭粉煤流化床气化

华亭矿粉煤经小型流化床气炉试烧表明,该煤种较为适合于直接粉煤气化,产气可作为化肥厂的原料气。     

煤热解模型的研究方向

介绍了各种热解模型,并对最近发展起来的各种网络模型（ＦＧ－ＤＶＣ模型,ＦＬＡＳＨＣＨＡＩＮ模型,ＣＰＤ模型）进行了较全面的比较,认为如果减少模型中的参数,而且各输入参数若能由＾１３Ｃ－ＮＭＲ直接得到,便可使各个模型更加完善。     

流化床内煤着火特性实验研究

为了对当前大量应用的带有床下启动燃烧器 CFB锅炉的启动运行提供指导 ,以及为从事循环流化床技术和煤燃烧理论研究提供参考 ,在电加热的小型流化床燃烧系统上 ,采用热烟气炉下点火的方式来研究煤粒在流化床内的燃烧特性 .测定了福建龙岩无烟煤的着火特性 ,分析了粒径、床温对着火点的影响 .并提出了煤颗粒在流化床内着火点测定的实验规范 .     

流化床气化炉的数学模拟

以文献为基础，简要介绍了文献中的流化床气化炉的数学模型，将其分为热力学平衡模型和速率模型；重点分析了速率模型，根据所用流体力学模型不同将其分为全混模型、两相模型、鼓泡床模型和气泡汇集模型。最后针对现状提出了流化床气化炉数学模型的发展方向。     

煤程序升温与等温热解特性及动力学比较研究

采用热重分析仪和微型流化床分别考察了不同煤阶五个煤样的程序升温和等温快速热解的挥发分析出特性和反应动力学.程序升温实验揭示了热解气体的析出顺序依次为CO2,CO,CH4和H2,而等温热解实验证明CO2和CO的析出先于CH4和H2.微型流化床等温快速热解的挥发分气体总量析出活化能为17kJ/mol～35kJ/mol,小于程序升温热解的活化能.CO2和CO的反应级数与1接近,而CH4和H2的反应级数与1偏差较大,反映了这两类气体在生成机制上存在差异.     

煤热解机理研究新进展

本文综述了国内外在煤热解机理方面研究的新进展。主要包括新近有关煤热解气、液产品的形成和逸出机理，煤热解过程中表征特性参数的理论与模型（如大分子网络模型、ＦＧ－ＤＶＣ模型和交联理论），在此基础上提出煤热解机理研究的建议和看法。