我国煤热解多联产技术的发展概况

目前煤热解多联产已成为一项提高煤炭资源综合利用率的高新技术,是未来洁净煤主要的发展方向.以煤热解为核心的多联产工艺已成为我国煤炭利用的主要途径,通过煤热解多联产技术可有效地将煤炭化工和电力工业结合起来,不仅解决了煤炭利用率低下、化工产品制造成本高等问题,而且对我国的环境保护有着重要影响.介绍了国内外煤热解多联产工艺的研究状况,并对国内几种典型的煤热解多联产工艺进行了评述,总结了当前煤热解多联产工艺的优缺点和主要发展方向.     

以循环灰热载体热解为基础的热电气多联产技术的开发与进展

针对目前城市化进程中，集中供热、供冷和燃气管道化这一趋势，详细介绍了国内外几种典型的以循环灰热载体热解为基础的热电气多联产系统，并对其试验数据进行分析，通过经济技术比较分析，认为以热载体为基础的多联产技术具有良好的发展前景。     

煤热解过程气体停留时间的影响

在自制鼓泡流化床应器上进行了气体停留时间对煤热解过程影响的研究,研究发现焦油产在气体停留时间18．2s时最高,以后随气体停留时间的延长而下降,这是由于两个相反趋势共同作用的结果,在24.4s时煤气中高热值的烃类产量较闹,低热值CO与H2总产量较低,所以此时煤气热值较高,气体停留时间增加,半焦中残留挥发分减少H／C下降。通过适当调节载气流量,控制气体停留时间,可改善热解产物质量。     

多联产半焦的加压着火及燃烧特性

在Cahn TherMax 500型加压热重仪上,对煤的热电气焦油多联产半焦的燃烧特性进行了系统研究,着重考察了压力对半焦热失重特性、着火特性、燃烧产物释放特性、燃烧稳定性、燃尽及综合燃烧特性的影响.试验结果表明,随着压力的升高,半焦燃烧特性明显提高.压力从常压升高到2.4,MPa,燃烧产物释放特性指数r从0.115提高到0.590,燃烧稳定性指数RW从10.7提高到33.2,着火温度从666,℃降低到523,℃,综合燃烧特性指数S从0.49提高到2.83.     

煤与生物质共热解工艺的研究进展

热解是将固态原料转化为液体燃料、可燃气和焦的重要途径,是实现生物质资源清洁、高效利用的重要技术。将生物质与煤混合共热解是生物质资源利用的重要方法,两者混合热解不仅有助于降低CO_2的排放量,还能有效地解决能源短缺和环境污染带来的问题。文章综述了煤与生物质共热解技术的研究进展,系统地介绍了共热解过程中煤与生物质的相互作用以及热解温度、混合比例、滞留时间、升温速率、矿物质成分、物料粒径和热解反应器类型等因素对热解过程的影响,并对煤与生物质共热解技术的发展前景进行了展望。     

煤催化热解过程动力学的研究

由ＷＲＴ－２型热天平测定上海市工业用煤在添加不同类型催化剂（或氧化剂）时的热解曲线，由此确定不同催化剂添加量时的热解动力学参数（表观活化能Ｅ，频率因子Ｋ０，反应级数ｎ），并根据动力学参数的变化规律建立催化热解模型。试验结果表明：催化剂可促进煤热解过程的发生，但不能使挥发份产量提高；氧化剂的效果不如催化剂；热解过程中，热重微分曲线上的峰值点所对应的温度Ｔｍａｘ可作为判断催化剂效能的特征参数；Ｔｍａｘ     

热解温度对依兰煤热解特性的影响分析

本论文在处理量为2.5 kg/h的热解实验装置上,分别以两种烟煤和一种油页岩为原料,考察了热解温度对热解产物产率、组成和性质的影响规律。实验结果表明,当反应温度分别为481℃、514℃、519℃时,六级煤、油页岩、造气入炉煤的焦油产率依次达到最高,产率分别为13.58%、12.54%、4.23%;在实验温度范围内,随着温度的升高,气体产率不断增加,且气体组分不断变化。     

以煤热解为基础的多联产系统的热效率分析

多联产作为高效、环保的化工能源系统,特别是以联产甲醇和电为代表的多联产是最典型的多联产系统,具有显著的节能功能。本文以热力学方法研究了以煤热解为基础的多联产系统的热效率,进一步将联产和分产进行了节能效果比较。     

多联产半焦燃烧特性的热重研究

利用热重分析仪对热-电-气-焦油多联产工艺中煤干馏半焦的燃烧特性进行了分析,采用可燃性指数Kr、燃烧特性指数S、燃烧稳定性指数Rw、燃尽特性指数Cb及样品反应活化能考察了干馏温度对半焦燃烧特性的影响.结果表明:随着干馏温度的升高,半焦的着火性能、燃烧稳定性及总体燃烧性能变差,燃尽性能变佳,燃烧活化能增加;半焦的燃烧反应可用一级反应来描述,4种半焦的活化能在88.72～112.83 kJ/mol范围内.     

煤热解过程中碱金属对碳黑形成的影响

通过分析担载碱金属Na的酸洗煤热解产物的浓度分布、化学结构与微观结构,研究碱金属对煤衍生碳黑形成的影响.结果表明煤热解产物的粒数与质量浓度分布分别在0.12μm与0.20μm附近存在峰值,无Na酸洗煤超细颗粒生成量较多;随着煤中含量增加,热解使Na先赋存于半焦中,抑制焦油的释放;之后过量的Na气化并抑制焦油向碳黑转化;Na可增加样品中含氧官能团含量,减少脂肪族化合物尤其是短链或支链化程度较高脂肪族化合物含量、增加芳香族化合物含量并降低芳香环稠化度;气化的Na可以造成碳黑微晶体晶格缺陷,形成一些嵌套或类晶体特异结构.     

煤种对循环流化床焦炭燃烧速率的影响

建立了循环流化床锅炉整体数学模型,模型中考虑了循环流化床锅炉给煤和床料的宽筛分特性,特别在燃烧模型中引入了煤种通用理论,数值分析了煤种对焦炭燃烧反应速率的影响.数值分析得到温度和煤种热态实验的温度吻合良好,改进后的模型能够准确反应不同煤种在不同粒径下的焦炭反应速率.     

生物质灰在流化床燃烧中的固硫特性研究

生物质灰分中碱性金属氧化物含量高,能通过燃烧调整,使灰在燃烧过程中固硫,降低SO2排放。研究选取4种生物质,利用小型燃烧实验系统揭示了各生物质在不同燃烧温度下的固硫特性。研究发现4种生物质都在燃烧温度达到820℃时使SO2最大排放浓度达到最高。玉米芯在720℃时的SO2最大排放浓度呈现最低,为820℃时的23.7%。玉米秆、木屑、麦秆都在670℃时的SO2最大排放浓度呈现最低,分别为820℃时的63.2%、20.3%、20.9%。670~920℃范围内,生物质的固硫率为10.93%~89.20%。温度670~720℃时,生物质的固硫率较高,达44.15%~89.20%。     

循环流化床煤燃烧产物中微量元素分布特征

利用清华大学小型循环流化床对黔西南坑硫煤进行燃烧实验，研究循环流化床燃烧过程中煤中微量元素在燃烧产物中的重新配置和对环境的影响，以及固硫添加剂对煤中部分有害微量元素排放的控制作用，结果表明，循环流化床灰中，As、Sb、Pb、Cu、Be与Zn等在细粒灰中富集，Pb、As、Sb、Se、Th、Ni与Cr等在磁性灰中富集。除尘器后烟道灰中富集Zn、As、P、Ni、Cr、Mo、Be、Pb、Th、Hg与F等，而Nb、Rb与Zr等明显亏损。在煤中加入固硫添加剂燃烧后比较发现，As、Se、Sg与Zn等在细粒流化床灰中富集能力降低，As、Se、Li、Be、Mo、Cr、Co与Ni等在除尘器后烟道灰中含量降低，烟道喷淋水中Cu、Zn、Cr、Pb、Co、Ni、F与Se等的含量降低。循环流化床燃烧过程中，固硫添加剂不仅降低SO2的排放，而且对部分有害微量元素（As、Se、Be、Cr、Co、Ni、Pb、Zn与F等）的排放有一定的控制作用。     

循环流化床锅炉热惯性分析

循环流化床锅炉的热惯性是影响锅炉动态特性的重要因素.从动态能量平衡的角度定义了循环流化床锅炉的热惯性.分别针对6种不同容量等级的锅炉计算了其能量传递各环节的热惯性大小.计算结果表明:锅炉总热惯性的大小随锅炉容量的增大而增加,但单位蒸发量却随锅炉容量的增大而减小;工质和耐火材料热惯性是能量传递过程中的控制环节;对于省煤器而言,金属热惯性与工质热惯性同等重要;过/再热器中耐火材料与金属热惯性处于相同量级;水冷壁/屏中,工质热惯性最大.     

循环流化床锅炉的燃烧效率

在循环流化术锅炉设计过程中,为提高燃烧效率,主要要从采用合理的炉膛高度和循环倍率两个方面去考虑,推导出了循环流化床锅炉炉膛最小高度公式和燃烧效率与循环倍率的关系式。     

130t/h循环流化床锅炉燃烧系统的数值模拟

在中国科学院工程热物理所已有的循环流化床数学模型程序及循环床内气-固两相流动等方面的研究成果基础上,建立了能正确描述循环流化床锅炉燃烧的整体数学模型。所建模型具有一些突出优点。首先模型强调了给煤及床料的宽筛分特性;其次,“小室模型”的采用,使得我们可以获得炉内任意位置上主要参数;细致考虑了煤的挥发分和焦炭燃烧等多方面的问题。应用此精细而又较强功能的模型对国产130t/h循环流化床锅炉设计工况的性能进行了预测,计算结果和设计数据吻合较好,获得了一些对设计者有用的结果,且对以后可能的改进设计和大型化设计奠定了基础。     

循环流化床高氧气浓度下煤燃烧和氮氧化物排放特性

在燃烧室直径100 mm、高3 000 mm的循环流化床热态实验系统上,进行了高氧浓度的O2/N2气氛下的煤燃烧实验.实验结果表明,当氧气浓度32.2％～33.1％、二次风氧气浓度52％的情况下,循环流化床可稳定运行;实验中一次风比例和一次风氧气浓度在51.1％～83.5％和28.0％～36.0％范围内变化时,循环流化...     

通过改变分离器效率来调节锅炉蒸汽温度的方法

介绍一种简易的调节循环流化床锅炉性能的方法,在旋风分离器中加折流板来改变分离器的效率,通过改变旋风分离器的分离效率和性能,来对循环流化床锅炉中的高温物料的循环量进行调节,进而改变锅炉的燃烧工况和炉膛吸热,使锅炉热烟气的温度发生变化,使受热面的吸热量也发生变化,从而达到调整锅炉蒸汽参数的目的,使锅炉能在最佳的效率下运行,提高了锅炉对燃料的适应能力.用最小的变动来改善锅炉的性能.     

循环流化床燃烧/热解双反应器中灰流动特性的研究

在循环流化床燃烧/热解双反应器冷态试验装置上研究了高温循环灰的流动特性.结果表明:随着提升管内表观气速的增加,立管内的负压差梯度变化不大;而随着系统循环量的增加,立管内的负压差梯度以及滑移速度均增大;随着加入热解室内松动气量的增加,立管内尤其是立管上部的压力也随之增大,热解室内无论是移动床流动还是流态化流动均对立管的稳定性影响不大;但当热解室内的压力超过某一值时,立管内的料封很快被破坏,导致系统无法运行.循环流化床燃烧/热解双应器中灰流动性研究可为热态过程操作条件的选取、立管内流动状态的预测等提供参考.     

循环流化床内高CaO含量煤自脱硫的试验研究

对开远褐煤在1MWth循环流化床(CFB)燃烧室中的自脱硫性能进行了试验研究和分析，发现在CFB燃烧条件下，高CaO含量煤具有很高的自脱硫效率；石灰石的添加量与煤的自脱硫能力密切相关。图4表4参3