HT-L航天粉煤加压气化工艺

正所属单位北京航天万源煤化工工程技术有限公司产品简介HT-L航天粉煤加压气化工艺可以高效地将几乎任何形态的固态煤高温气化成洁净的气态一氧化碳和氢气混合物。该工艺可应用于化肥企业的煤头技术改造,煤制甲醇,合成氨,合成天然气、烯烃、油、氢、IGCC(整体煤气化联合循环发电系统)等。该工艺的气化工艺单元主要组成部分包括磨煤及干燥单     

气化参数影响气流床煤气化的模型研究(Ⅰ)--模型建立及验证

为评价和优化气流床煤气化中的气化方案和气化参数,从化学动力学角度并结合化学平衡,依据气流床特性建立了气化动力学模型.该模型考虑了煤热解和气化所经历的各反应过程,如C-O2、C-H2O、C-CO2、C-H2等异相反应以及挥发分燃烧、水煤气平衡、甲烷蒸汽重整等均相反应.模型对三个工况的计算结果与实验实测数据吻合较好;同时对气流床煤气化整个气化过程(氧化、还原和平衡三阶段)的模拟合理、正确,表明所建模型可以用于预测气化参数对气流床煤气化的影响特性.     

型煤移动床富氧连续气化系统的热力学分析

介绍了煤气化工艺优劣的评价方法,指出以效率代替热效率和气化效率评价型煤移动床富氧连续气化更全面、准确.以型煤移动床富氧连续气化,代替间歇移动床煤气化,达到节能减排目的.采用热力学分析方法,对气化系统进行了太甩量衡算,分析了型煤移动床富氧连续气化的效率和损失状况,探讨了提高气化系统利用率的措施.结果表明:气化炉是损失最大的设备,占总损失的79.3%;夹套锅炉效率最低,仅为29.8%;而洗涤冷却塔是热损失最大的设备,带走大量低位能热,占系统总输入热的12%.气化戋甩效率为67.8%,高于水煤浆气流床气化效率.型煤移动床富氧连续气化技术效果较好,具有良好发展前景.     

气化参数影响气流床煤气化的模型研究(Ⅱ)--模型预测及分析

为评价和优化气流床煤气化中的气化方案和气化参数,利用已建立的气流床煤气化动力学模型系统地研究了不同气化剂、气化剂质量比率、气化温度、气化压力和停留时间等参数对气化过程和煤气组分的影响,并对其影响机理及规律进行了分析.结果表明:O2/H2O和O2/CO2两种气化方案各有特点,O2/H2O气化剂方案反应速度快,煤气中H2体积分数高,而O2/CO2气化剂方案可以降低未分解的水煤气,并回收利用CO2.气化温度是影响气化进程和煤气组分的最关键因素,气化压力对气化反应进程影响较大,但对接近平衡时的煤气组分影响却较小;对给定的气化反应系统,存在最佳气化剂质量比率和停留时间.     

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.     

煤制天然气气化单元的数值模拟

为生产煤制天然气,本文采用HSC化学热力学计算软件进行了煤气化单元的数值模拟。通过改变反应温度、压力及气化剂水蒸气的供入量,分析煤气化产物可用于甲烷化的有效组分(CO,H2,CO2,CH4)摩尔分数的变化规律,同时结合相应的能源转化效率优化工况参数,降低甲烷化的氢气补充并提高转化效率。结果表明,煤制天然气煤气化单元中的运行参数最优选择为1.5 MPa,900℃;煤及气化剂输入量为n(煤)∶n(水)=1∶2;煤气化产物中有效气摩尔分数达96.97%,n(CO)∶n(H2)生成速率为1.5~1.8。该结果可以用于指导煤制天然气的实验研究。     

煤基合成丙烯全过程模拟与废水利用

对5000 t/d煤气化经甲醇制备丙烯的工艺进行了废水资源化利用的研究,对该过程进行了全流程模拟,获得准确的工艺数据,如煤气化消耗用水量、甲醇及烯烃合成中排放的废水排放量、组成及pH等性质。提出将废水代替新鲜水作为汽化剂用于煤气化炉的用水策略并进行了模拟,研究了废水用作汽化剂对合成气组成和汽化温度的影响。结果表明,在煤气化条件下,废水中甲醇等有机物污染物基本可以完全转化为CO,H2,CH4及部分CO2和H2O,在合成气中的残留量低于10 ppb,且气化温度仍保持在1 500℃左右。实施改造方案可行后,可实现节水24万t/年。     

气流床煤粉气化过程有害微量元素迁移转化的模拟研究

利用Factsage软件、基于Gibbs自由能最小化原则,以干河煤气流床气化试验数据为依据,通过解耦气化反应历程、引入碳转化率修正系数,研究建立小型气流床煤粉气化炉模型,用于模拟研究气流床气化过程煤中有害微量元素Hg,F,Be,U的赋存形态及迁移规律,探讨微量元素在气流床气化过程中可能的释放历程.结果表明:经过碳转化率修正的气化炉模型模拟结果与试验数据吻合较好;还原性气氛下,干河煤中Hg(g)为Hg的主要存在形态,F,Be主要以HF(g)以及Be(OH)_2(g)赋存,U主要以UO_2(s)形式存在;干河煤中Hg属于易挥发性元素,其迁移主要取决于元素及其化合物本身的物理性质,受原煤中的赋存状态影响较小;F,Be属于较易挥发性元素,其迁移不仅与元素在煤中赋存状态有关,同时受气化温度、气化气氛的影响.温度的升高有利于F,Be的析出,还原气氛促进了相应氢化物的生成;U属于难挥发性元素,受其在原煤中的赋存状态影响最为显著.     

煤的水蒸汽气化动力学的研究

本文用热重法研究了煤的水蒸汽非催化气化反应的动力学.在常压、化学动力学控制条件下,考察了温度、水蒸汽分压及煤焦细孔比表面积对煤气化反应速度的影响,在实验条件范围内求出了煤的水蒸汽气化动力学方程.     

无烟煤熔融盐催化气化反应特性研究

根据煤催化气化原理及熔融盐特性,设计了一套小型熔融盐催化煤气化实验装置。针对无烟煤燃烧特性差的特点,在实验中研究了温度和二氧化碳流量对气化结果的影响,并对影响机理进行分析。     

480t／h循环流化床DCS控制若干问题的探讨

在分析480t／h循环流化床锅炉的工艺过程和工艺特点的基础上,介绍了基于DCS控制的CFB锅炉控制系统的组成和功能,详细分析了给煤不畅判断、启动和运行过程中的合理配风、给煤系统的控制、避免炉内床料结块、结焦和煤燃、保护和控制的协调等问题。实际运行结果表明提出的方案解决了CFB锅炉给煤系统出现断煤和堵煤的问题,锅炉燃烧采用给煤、1次风、2次风多变量综合控制,解决了循环流化床锅炉自动难以投入的难题,为机组稳定、可靠的运行打下了基础。     

气固鼓泡流化床非稳态升温过程的实验研究

基于生物质气化需要满足一定的温度,气化前需要对气化炉进行预热,实验研究了预热空气温度为500℃、550℃、600℃,床层高度为200 mm、300 mm、400 mm流化床气化炉的预热规律。结果表明,随着床层高度的增加,床温稳定时温度呈升高的趋势;床温稳定时的温度随着预热空气温度的增加而增加。通过实验得到了流化床初始预热阶段的实验数据,完善了流化床的整个预热过程。     

煤和废弃物共气化制备富氢燃料气的研究

开展了利用煤、废木屑和聚乙烯废料进行共气化以制备富氢燃料气的研究.实验在实验室小型流化床反应器上进行,气化介质采用空气和水蒸气.研究了气化温度和进料组成对气化过程,尤其是对气体产率、组成的影响.结果表明,气体组成中H2含量高达40%.而且,煤可以和高达40%的废木屑和聚乙烯废料进行共气化.当然,气化进料不同,气化产物也有所不同.煤与废木屑共气化时产物中的CO含量较高,而煤与聚乙烯共气化时烃类的含量较高.因此,通过控制进料可以得到不同组成的产品.     

高压热天平内煤催化气化动力学研究

为了深入系统的理解在高压下一步法煤催化制天然气工艺过程中的动力学机理,本文以水蒸汽为气化介质,通过高压热天平中的热重分析,对神木烟煤在不同催化剂下的气化并甲烷化特性进行了研究,分析了其气化特性及催化气化反应的动力学,分析结果表明,K15/Fe10/Ca5催化剂使煤转化成合成气的效率比较高,其次是K15/Fe10和K15/Fe10/Mn5,而求得其活化能分别为39.06,36.58和52.87kJ/mol,即反应速率最高的是K15/Fe10,其次是K15/Fe10/Ca5和K15/Fe10/Mn5。说明催化剂中加入碱土金属钙的氧化物,可提高气化气生成速度,而选择加入锰元素需慎重。该研究为一步法煤制天然气工艺提供了理论基础。     

PLC变频调速在空气重介质流化床中的应用

空气重介质流化床干法选煤是适用于缺水地区煤炭加工的一种方法．阐述了流化床床高和密度对分选过程的影响和重要性,针对其特定的工艺特点提出利用PLC对空气重介质流化床叶轮给料器进行变频调速,使流化床床高和密度保持均匀、稳定．     

流化床气化煤气热值的影响因素

在新型流化床粉煤气化炉中间试验装置上进行了冷态试验和煤气热值的部分热态试验结果表明，炉温、煤处理量、空气预热温度及给煤口位置对煤气热值有影响，指出适当选择这些参数有利于提高流化床气化煤气热值．     

循环流化床（CFB）锅炉中“翻床”现象原因分析及应对措施

针对循环流化床(CFB)锅炉运行中出现的"翻床"现象,列举了7种主要表现。然后对"翻床"现象从两侧一次风流量、煤质、床温、给煤量、配风等方面分析了原因,并对此提出了必要的预防和处理方法,减少了循环流化床锅炉的经济损失,对其高效稳定运行具有实际意义。     

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.     

甲醇合成工艺过程模拟研究

利用化工流程模拟软件 A s p e nH y s y s对目前工业运行的串并联耦合大型甲醇合成工艺过程进行模 拟。同时提出了与目前工业运行流程的对比并联流程。根据模拟结果, 在相同操作条件下对比了两种流程的甲醇 流率、 甲醇摩尔分数、 循环量以及能耗等参数。通过对比得出了目前串并联耦合工艺过程具有设备紧凑、 设备投资 小、 操作费用较高的特点, 为大型甲醇合成装置流程设计提供参考。     

流化床O_2/CO_2气氛对烟煤焦反应速率的影响研究

流化床O_2/CO_2燃烧是实现煤炭清洁利用及近零碳排放的有效技术之一.为进一步探究工业流化床O_2/CO_2燃烧条件下的煤颗粒燃烧机制,本研究在小型流化床试验台上,通过在线测量流化床出口烟气中O_2和CO的浓度,深入考察了O_2/CO_2取代O_2/N2后,不同的床层温度(800~900℃)、O_2浓度(4%~10%)及颗粒粒径(2~8 mm)下的烟煤焦燃烧特性.实验结果表明:O_2/CO_2气氛下,煤焦反应速率随床层温度的升高、O_2浓度的升高和颗粒粒径的降低而增加;煤焦燃烧反应由O_2扩散控制,气化反应由反应动力学控制;相较于O_2/N2气氛,低床温下,O_2/CO_2气氛下的O_2扩散速率降低是煤焦反应速率改变的主要原因;高床温下,除O_2/CO_2气氛下O_2的扩散速率降低外,煤焦气化反应对煤焦反应速率的影响同样不可忽略.