多段分级转化流化床颗粒浓度的数值模拟

多段分级转化流化床煤气化反应器是由鼓泡射流流化床和快速流化床耦合而成的新型气化炉,采用欧拉双流体模型对其气固两相流动行为进行了数值模拟。模拟结果表明,两种流型的耦合,并非两种流态形式的简单叠加,回料口下段床内轴向浓度呈"C"型分布,上段轴向浓度呈指数分布,与实验结果较接近。同时考察了局部位置的颗粒浓度分布及其随操作条件的变化情况,表明快速床稀相段边壁区域颗粒浓度波动较中心强烈,且对操作条件的变化敏感,回料口附近的偏流现象以及过渡渐缩段的颗粒弹溅现象均与实验观察一致。研究得到的规律可指导多段分级转化流化床的设计和优化。     

多段分级转化流化床提升管速度场的研究

针对流化床煤气化过程中需要长气固接触时间和高固体浓度,开发了耦合灰熔聚流化床和提升管的多段分级转化流化床。为了研究多段分级转化流化床提升管中局部颗粒速度的径向、轴向分布,在不同的操作条件下,采用PV-6型颗粒速度测量仪在冷态实验装置中系统测定提升管内局部颗粒速度。实验结果表明:提升管中任何径向、轴向位置的颗粒速度随着操作气速的增大而增大,随循环量的增加而减小。操作条件对中心区颗粒速度变化的影响明显高于边壁区。颗粒的加速首先发生在提升管中心区域,然后向边壁区域扩展。颗粒速度径向分布的不均匀性沿轴向逐渐增大,并且受操作气速影响比较大。     

多段分级转化流化床提升管局部固体体积分数分布

在射流流化床与提升管耦合的多段分级转化流化床冷态实验装置上,采用PC6D型颗粒体积分数测量仪,系统研究了提升管中局部固体体积分数径向分布及其轴向发展规律。结果表明:固体体积分数的径向分布为中心区固体体积分数较稀、分布均匀,边壁区为体积分数高、分布陡峭的环核流动结构。提升管中径向颗粒体积分数的轴向发展为:提升管底部,中心区和边壁区固体体积分数随轴向高度的增加而减小,边壁区固体体积分数的减小趋势明显高于中心区;提升管的发展段,边壁区固体体积分数随高度的增加而减小,而中心区固体体积分数几乎不变。提升管所有截面上各径向位置的固体体积分数随表观气速ur,g的减小或固体循环量G S的增加而增大,边壁区固体体积分数受操作条件影响的敏感程度明显高于中心区和过渡区。拟合得到了升管不同径向区域内固体体积分数与截面平均固体体积分数的关系式,误差分析表明该表达式的计算值和实验值吻合较好。     

多段分级转化流化床提升管中颗粒聚团特性的研究

采用PC6D型颗粒浓度测量仪,在多段分级转化流化床冷态实验装置上,测量了提升管中局部固体浓度,对颗粒聚团特性进行了实验研究。结果表明:径向上絮状物的时间分率Fc和絮状物内的颗粒浓度εsc在床层中心区(r/R0.6)较低,而在边壁区(r/R0.8)相对较高。提升管所有截面上各径向位置的Fc和εsc均随表观气速urg的减小和/或固体循环量Gs的增加而增加,轴向上操作条件对底部加速段Fc、εsc的影响明显高于对上部充分发展段Fc、εsc的影响;径向上操作条件对中心区Fc、εsc的影响显著高于对边壁区Fc、εsc的影响。在絮状物颗粒浓度0到εsmf范围内,得出絮状物内的颗粒浓度εsc与该处相应的局部颗粒浓度εs的变化关系式为εsc=3.33εs0.8。     

灰熔聚流化床粉煤气化技术加压大型化研发新进展

灰熔聚流化床粉煤气化技术历经20余年的研发和工程化放大,低压气化技术已日趋成熟,并用于氮肥企业原料气改造和新建甲醇合成厂。该气化技术可使用不同灰含量和灰熔融性温度的煤,过程效率也较高,符合我国资源特点。为此在山西省发展和改革委员会的支持下,中科院山西煤化所和山西晋煤集团合作成立的“山西省粉煤气化工程研究中心”正在建设3.0MPa加压灰熔聚流化床粉煤气化中试平台,2006年年底已建成,预计于2007年3月进行加压气化试验,2007年完成加压灰熔聚流化床煤气化工业装置设计软件包的编制,形成具有我国自主知识产权、适应中国煤炭特点的大规模加压灰熔聚流化床粉煤气化技术。本文介绍了灰熔聚流化床粉煤气化过程,指出它的优点、缺点、适用范围、技术现状和发展方向,并对加压灰熔聚气化中试技术进行了简介。     

流化床煤气化技术进展

简要介绍煤气化过程原理和循环流化床反应器开发应用状况,分析了该技术用于煤炭气化过程所具有的优势及存在的问题,探讨了循环流化床技术在洁净煤气化方面的应用前景。     

加压灰熔聚流化床粉煤气化技术的研究与开发

建立了一套直径０．２ｍ,压力１．５ＭＰａ,日处理量３ｔ￣４ｔ煤的加压灰熔聚流化床粉煤气化试验装置,在该装置上进行了府谷煤的气化试验,考察了压力,温度对煤处理量、碳转化率、排灰碳含量,煤气组成等工艺指标的影响,确定了加压下开工,运行,停车程序。试验运行验证了工艺的可行性,安全可靠性和设备设计的合理性。     

流化床煤气化试验研究

为研究温度和煤的煤焦反应性对流化床煤气化特性的影响,在小型电加热鼓泡床试验装置上,对4种高灰劣质粉煤——石沟驿煤、大塘煤、洋江煤和玉带煤进行空气为气化剂的煤气化试验研究。研究结果表明:随着温度的升高,各煤种气化得到冷煤气的热值、产气率、冷煤气效率和碳转化率均升高,在1 000℃时,石沟驿煤气化得到煤气的热值、产气率、冷煤气效率和碳转化率分别达到4.65 MJ/m3,2.21 m3/kg,47.8%和65.7%;4种煤的煤焦反应性均较差,其中石沟驿煤相对较高,其他煤的煤焦反应性低且相近;在相同温度水平下,气化得到煤气有效成分和热值与煤的煤焦反应性成正相关关系,煤的煤焦反应性最高的石沟驿煤气化得到的冷煤气的有效成分、热值均明显高于其他煤种。     

晋城地区煤气化技术的应用与选择分析

介绍了晋城地区煤炭资源概况及煤化工发展现状。分析了灰熔聚煤气化技术在10万t/a以晋城"三高"煤为原料经甲醇生产汽油装置中的应用。主要从运行成本、维护成本、长周期运行等方面与其他气化技术进行了分析比较。     

我国煤气化技术的特点及应用

介绍了我国煤气化技术的发展现状;论述了固定床间歇气化技术、恩德炉粉煤流化床气化技术、灰熔聚煤气化技术、壳牌煤气化技术、德士古水煤浆加压气化技术、四喷嘴对置式水煤浆气化技术等煤气化技术的工艺特点、技术优势和不足;针对煤气化技术的选择提出了相关注意事项。     

加压灰熔聚流化床粉煤气化技术的研究与开发

在Φ0．2m、压力1．5MPa、日处理量3t-4t煤的加压灰熔聚流化床粉煤气化试验装置上进行了府谷煤的气化试验。考察了压力、温度对煤处理量、碳转化率、排灰碳含量、煤气组成等工艺指标的影响，证实气化强度正比于操作压力的0．7－0．75次方，同时进行了高温颗粒移动床除尘试验。试验运行验证了工艺的可行性。     

关于灰熔聚流化床粉煤气化技术的调查

通过对中国科学院山西煤炭化学研究所“灰熔聚流化床粉煤气化技术”的调查，介绍了该技术的关键和先进性、与国内外同类技术的比较以及“灰熔聚”技术面临的挑战和市场机遇。指出“灰熔聚”的工业化将是我国煤气化技术传统产业升级和改造的一次重大革新和突破，对煤气化技术的国产化、提高煤炭利用率、改善环境有十分重要的意义。     

循环流化床技术在煤气化过程中的应用前景

循环流化床技术２０余年来已成功地应用于许多领域。本文结合煤气化过程原理和循环流化床反应器开发应用状况，分析了该技术用于煤炭气化过程所具有的优势及存在的问题，探讨了循环流化床技术在洁净煤气化方面的应用前景     

气流床干煤粉气化技术的发展

简述了气流床煤气化技术的应用状况和研究进展,分析了干煤粉气化的技术优势和存在的问题,并提出一些改进建议。     

煤燃烧解耦双流化床气化反应基础研究

为确定燃烧解耦双流化床气化的气化反应条件和气化反应器的设计,在直径60 mm和高700 mm的小型流化床反应器中,采用粒径8 mm以下的锅炉烟煤以间歇气化方式在1 133 K的条件下,研究了进料方式、气化剂中水蒸汽和O2含量、以及煤料粒径等因素对煤气化生成燃气反应过程的影响,重点考察了各因素对煤转化速率的作用规律.综合各因素对C转化为燃气的速度、最大C转化率及生成气热值的影响趋势,确定了适宜的煤气化操作条件为;从流化颗粒表面附近加料,气化剂中O2体积分率5%、水蒸汽体积分率35%,煤粒径小于5 mm.在该条件下,实现60%的C转化为燃气所需要的停留时间大致为600s.     

煤气化技术的研究现状与发展

煤气化技术是煤炭高效清洁利用的核心技术,是发展煤化工技术的基础。本文介绍了德士古、鲁奇、壳牌、GSP等国外煤气化技术的工艺特点以及多喷嘴对置、二段干粉及灰熔聚等国内气化技术,为我国企业选择合适的煤气化技术提供参考,并展望了我国煤气化技术的发展方向。     

WHG气流床粉煤加压气化技术的开发与应用

介绍了五环炉煤气化技术的发展历程及在研发过程中取得的成果,阐述了五环炉煤气化装置的工艺流程和气化炉的工作原理、结构及优势,并对其应用领域和推广应用前景进行了展望。     

加压灰融聚流化床粉煤气化技术优势及应用方向

介绍了灰融聚流化床粉煤气化技术特点、工艺流程,探析了加压灰融聚流化床粉煤气化技术的优化工艺、技术优势.根据加压灰融聚流化床粉煤气化技术的特点,提出了该技术应用于高硫粉煤气化制甲醇、制氢、整体煤气化联合循环发电（IGCC）的后续工艺方案.     

循环流化床煤气化影响因素的分析

为了探究影响循环流化床煤气化反应的主要因素,首先根据我国煤气化技术的发展现状简要论述了发展循环流化床气化技术的重要意义,之后结合循环流化床气化技术的特点及循环流化床煤气化中试装置的实际实验情况,主要从循环流化床气化炉的温度,压力,气速,气化剂组成,原料煤的煤阶五个方面进行了分析,最后分别从这五个方面进行了总结,并得出了循环流化床中试装置最佳运行工况及进一步实验任务。