粉煤加压气化技术

<正>技术开发单位中国运载火箭技术研究院所属航天长征化学工程股份有限公司技术简介航天长征化学工程股份有限公司开发的粉煤加压气化技术拥有自主知识产权,在国内率先实现了所有设备的国产化,打破了国外在该技术领域的长期垄断局面。该技术以干煤粉为原料,以纯氧和蒸汽为气化剂,核心技术包括干煤粉水冷壁气化加水激冷工艺技术,粉煤浓相加压输送技术,多路煤粉进料、多层     

粉煤加压气化技术

中国运载火箭技术研究院研发的粉煤加压气化技术能够将几乎所有品质的固态煤炭,通过“粉煤气化炉”高效、洁净环保、低成本地转化成气态的洁净一氧化碳和氢气混合物,这种气态混合物是工业产品的重要原料气,用途十分广泛：可用作化肥、生产甲醇和二甲醚、用于生产汽柴油、作为IGCC燃料发电,以及生产氢气。     

流化床气化煤气热值的影响因素

在新型流体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。     

碳气化反应热力学的影响因素分析

碳气化反应是铁氧化物碳热还原的重要环节.为了揭示各因素对碳气化反应热力学的影响规律,本文就温度对碳气化反应平衡常数和平衡CO压力分数,碳储能对平衡常数、平衡温度和平衡CO压力分数,以及总压和惰性气体分压对平衡温度和平衡CO压力分数的影响进行了理论分析.结果表明,储能/温度一定时,平衡常数随温度/储能的增加而增大.储能、总压和惰气分压一定时,平衡CO压力分数随温度的升高而增大;温度、总压和惰气分压一定时,平衡CO压力分数随储能的增加而增大,导致在一定总压和惰气分压下达到相同的平衡CO压力分数所需温度降低.在温度、储能和惰性气体分压一定的条件下,当总压、惰气分压和平衡常数之间满足一定代数关系时,平衡CO压力分数随总压的增加而增大/减小,导致在一定储能和惰气分压下达到相同的平衡CO压力分数所需温度降低/提高.在一定温度、储能和总压下,平衡CO压力分数随惰气分压的增加而减小,导致在一定储能和总压下达到相同平衡CO压力分数所需温度提高.     

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.     

生物质高温气流床分级气化特性

为了满足生物质间接液化中对合成气组成的要求,特别是H2与CO体积比要达到1.0~2.0,采用生物质低温热解炉结合高温气流床的生物质分级气化系统,研究气流床分级气化方式对生物质气化合成气的影响.针对温度、一次气化时间等因素,研究合成气组分、H2与CO体积比、碳转化率、气化效率以及焦油质量浓度等方面的变化情况.结果表明,生物质分级气化和温度的升高均能够提高H2与CO体积比.生物质分级气化系统的最佳工况是一次气化时间为0.6s,当气化温度为1 100℃时,此时气化效果最好,气化效率达到75%,H2与CO体积比可达1.22,碳转化率达到96.3%.分级气化合成气中焦油质量浓度比传统气化明显减少,从5.46g/m3降低到了50mg/m3.     

高硫粉煤型煤化常压固定床气化的研究

研究和开发高硫粉煤的成型与固硫技术，既能综合利用资源，改善能源构成，又能拓宽常压固定床的气化原料途径，并为高硫粉煤的应用和煤矿企业经济效益的提高探寻了一条新路。     

生物质气流床气化特性及残炭特性的研究

为了考查反应温度及氧气和生物质质量比对生物质煤气组分、碳转化率、气化产物分布以及残炭特性的影响，利用一套小型生物质气流床气化系统进行了木屑的气化试验.结果显示，随着反应温度升高，H2的体积分数显著增加，而CO2的体积分数则明显减少，其中高温段(1 000～1 400 ℃)H2和CO合成气总体积分数达到了80％以上；CH4体积分数则随着反应温度的升高先增加后减少，到1 400 ℃时，可忽略不计；1 400 ℃时，液体产物的质量分数只占到总产物的8％～10％，说明高温气化焦油量很少；随着反应温度升高，碳转化率随之迅速升高，到1 400 ℃时达到95％，其中600～800 ℃是木屑碳转化率升高最快的阶段；木屑的煤气产率也随温度升高而增高，到1 400 ℃时，煤气产率最高达到91％     

FGAS系列生物质气化系统工艺及其技术经济评价

介绍了FGAS系列生物质集中供气系统的原理、工艺流程及主要设备;从村级财务角度和国民经济角度对其进行了技术经济分析;根据分析结果,提出该项目不仅具有较高的经济效益,而且还能带来显著的社会效益和环境效益.     

基于响应曲面法的粉煤流态化气化工艺优化研究

以粉煤流态化气化工艺为研究对象,根据Box-Behnken的中心组合实验设计原理,在单因素试验的基础上,采用三因素三水平的响应曲面分析法,建立了粉煤流态化气化的二次多项数学模型,并以工艺气中有效组分含量为响应值作响应面和等高线,考察了气化温度、汽/氧比值和入炉煤量对工艺气中有效组分含量的影响.结果表明,粉煤流态化气化的优化工艺条件为:气化温度为955.95℃,汽/氧比值为0.47,入炉煤量为3.03 kg/h,此工艺条件下,平均有效组分含量为53.05%.     

中国生物质气化技术的研究和发展现状

生物质能是一种重要的可再生能源，利用生物质气化技术能实现c02的归零排放，节约常规能源，符合可持续发展的要求．介绍了生物质气化的工艺特点和相关气化装置，阐述了生物质气化领域的重点研究方向，分析了我国生物质气化技术的商业化现状并提出了参考建议．     

中国生物质气化技术的研究和发展现状

生物质能是一种重要的可再生能源,利用生物质气化技术能实现CO2的归零排放,节约常规能源,符合可持续发展的要求.介绍了生物质气化的工艺特点和相关气化装置, 阐述了生物质气化领域的重点研究方向,分析了我国生物质气化技术的商业化现状并提出了参考建议.     

煤炭地下气化中CO2化学反应特性及影响因素

从气化反应过程的热力学及动力学方面分析了地下气化中CO2的化学反应特性,总结了影响CO2化学反应过程的气化因素,并在现场试验的基础上得出了鼓风量、气化炉进水量及气化通道长度对出口煤气中CO2含量的影响规律。     

生物质空气气化机理和燃气品质影响因素研究

生物质空气气化主要用来生产5 M J/Nm3左右的低热值燃气,对生物质分子组成及分子结构、空气气化过程中复杂的物理化学过程、物料的组成和气化设备的结构以及运行参数对产品燃气的品质的影响进行了研究,提出了提高燃气品质、降低焦油的技术性建议.     

水平基床系数的影响因素分析

水平基床系数是在计算深基坑的变形、支护结构的稳定性，以及桩在水平荷载下的位移、内力等方面有重要意义的参数。由于技术上的问题，它也是一个比较难确定的参数。结合在南京地铁南北线一期工程、苏通长江公路大桥等大型工程的工程地质资料，就土的类别、含水量、密实度、压缩性、埋深、应力水平和状态、土和结构物的相互作用，以及测试方法等对水平基床系数的影响进行了初步的分析，这些因素在共同作用的同时，也相互作用、相互影响。     

气化渣及其残碳的吸附性能研究

为了探索完善气化渣及其残碳作为吸附剂对不同行业的吸附质的吸附性能方面的内容,以某煤化工厂的气化粗渣、细渣及其经不同工艺提取的残碳为研究对象,考察对比了其对多种有机染料,如：亚甲基蓝(MB)、甲基橙(MO)、罗丹明b(RhB)、双酚A(BPA),抗生素四环素(TC)以及重金属离子Cr(VI)的吸附性能实验,结果显示：从细渣提取的75～150μm的1号碳(C1-200)对上述几种模拟吸附质具有良好的吸附性能,这源于其高的比表面积和大的孔容结构.C1-200对MB的吸附动力学符合二级动力学模型.该结果为气化渣的资源化利用提供重要的实验参考和理论依据.     

非等温热重分析研究碳气化动力学

利用Labsys同步热分析仪以非等温热重分析研究了碳气化反应动力学,考察了升温速率对碳气化反应的影响.在非等温热重分析中,Doyle和Gorbatchev近似函数都可以模拟碳气化反应过程.通过对比这两个函数拟合实验数据的相关系数,确定在使用非等温热重分析研究碳气化反应动力学时,使用Gorbatchev函数是求取反应动力学参数的较好方法.结果表明：活化能和指前因子都随着升温速率的增加而减小.活化能和指前因子之间有着较好的线性关系,碳气化反应过程中存在着动力学补偿效应.     

中国典型无烟煤中矿物质对气化活性的影响

在水蒸汽和二氧化碳2种气氛下，采用热重方法考察了6种中国典型无烟煤中矿物质对气化活性的影响．结果表明：在水蒸汽气氛下，高温时脱灰无烟煤焦气化反应活性不变，低温时晋城、汝箕沟的脱灰煤焦气化反应活性降低，而阳泉、湖南、广东、龙岩的脱灰煤焦气化反应活性增加；二氧化碳气氛下，在所研究温度范围内晋城、汝箕沟的脱灰煤焦气化反应活性降低，而阳泉、湖南、广东、龙岩的脱灰煤焦气化反应活性增加；这与煤中矿物质含量和组成及脱灰后孔结构特征不同有密切关系．脱灰后的无烟煤焦与水蒸汽反应的活化能减小，确良而与二氧化碳反应的活化能随煤种的不同而变化．     

脱灰对两种烟煤半焦碳结构及CO2气化反应性的影响

利用XRD和激光Raman分析了两种典型中国烟煤脱灰前后半焦的碳结构变化,以等温热重法在常压和900～1 200℃温度范围内研究了半焦CO2气化反应性.结果表明,脱灰可以改变煤中局部大分子碳结构,导致煤焦的碳结构有序化程度降低,有利于气化剂渗入碳层内部,增加反应活性位;脱灰减少了热解气缩聚支撑点,降低了二次热缩聚发生.两个因素共同作用可提高脱灰半焦的CO2气化反应活性.神华煤灰催化成分含量较高,脱灰后催化作用消失,而脱灰引起的碳微结构变化使反应性增强,脱灰前后反应性差别不大;兖州煤灰催化作用相对较弱,而且灰分含量较高,脱灰对碳结构变化影响较大,因此脱灰后反应性明显增强.