蒸汽煤比对湍动循环流化床煤气化的影响

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气流床煤气化过程中的主要反应及工艺性能主要评价指标研究

气流床煤气化过程中的主要反应及工艺性能主要评价指标研究【摘要】煤气化过程是煤炭的一个热化学加工过程，它是以煤为原料，以氧气（空气、富氧或工业纯氧）、水蒸汽等作气化剂，在高温条件下通过化学反应将煤中的可燃部分转化为可燃性气体的工艺过程。

煤气的有效气体成分、产气率、碳转化率等气化性能主要取决于煤与气化剂的种类，以及进行气化过程的工艺条件。

【关键词】煤化工；工艺条件；反应体系；有效气体；化学平衡；评价指标；综合效益0 引言气流床气化过程实际上是煤炭在高温下的热化学反应过程，涉及气化剂与煤之间的反应，以及反应产物与煤、反应产物之间的化学反应，因此，气流床煤气化反应是一个及其复杂的反应体系。

在此反应体系中，煤会发生一系列复杂的物理变化和化学变化，主要过程有粉煤的干燥、裂解，挥发分的析出、燃烧，以及煤焦、挥发分与气化剂的反应等。

这些变化主要取决于煤种，同时也受温度、压力和气化炉型式等的影响。

1 气化过程的主要反应1.1 热解过程的主要反应煤热解的化学反应异常复杂，其间反应途径甚多。

煤热解反应通常包括裂解和缩聚两大类反应。

在热解前期以裂解反应为主，而热解后期以缩聚反应为主。

一般来讲，热解反应的宏观形式为：1.1.1 裂解反应根据煤的结构特点，裂解反应大致有四类。

1）桥键断裂生成自由基。

桥键的作用在于联系煤的结构单元，在煤的结构中，主要的桥键有：- CH2 - CH2 -，- CH2 -，- CH2 -O-，-O-，-S-S-等。

它们是煤结构中最薄弱的环节，受热后很容易裂解生成自由基。

并在此后与其他产物结合，或自身相互结合。

2）脂肪侧链的裂解。

煤中的脂肪侧链受热后容易裂解，生成气态烃，如CH4，C2H6，C2H4等。

3）含氧官能团的裂解。

-OH煤中含氧官能团的稳定性顺序为：-CH>=C=O>-COOH羟基（-OH）最稳定，在高温和有氢存在时，可生成水。

碳基（=C-O）在400℃左右可裂解生成一氧化碳。

温度和压力对加压喷动流化床煤部分气化的影响

图３气化温度对煤气热值的影响
平均粒径为０．７５０试验所用煤种为徐州烟煤，。。工业分析和元素分析见表试验中所使用ｍｍ１的床料是石英沙，平均粒径为０．７８８ｍｍ。
２结果与讨论
热值、产气率和碳转化率２．１温度对煤气成份、的影响从热重气化试验数据可知温度对气化反应是一个重要的影响因素。从气化反应动力学分
，汽煤比０．３ＭＰａ３０，Ｈ０＝３００ｍｍ，ｐ＝０．空气蒸汽预热温度５空气系数０．２５ ℃，２７～０．３４
Ｖａｄ
ＦＣ析／％ＯａｄＮａｄＳａｄ／Ｍ · ＱｎＪｋｇｅｔ．ａｒ
－１
律，为更大规模的喷动流化床煤部分气化炉的设计和运行提供指导。
１试验部分
所示。试验装喷动流化床气化装置如图１高温空气／蒸汽发生系统、置主要由几部分组成：加煤和排渣系统、气化炉本体，尾部煤气净化、取样和燃烧系统以及温度、压力和压差测量系统。
项目数值
，汽煤比０．３ＭＰａ３０，Ｈ０＝３００ｍｍ，ｐ＝０．空气蒸汽预热温度５空气系数０．２５ ℃，２７～０．３４
图２气化温度对煤气成份的影响
Ｍａｄ
工业分析（／％空气干燥基）
１．１６２６．９３４６．０１２５．９０５７．８６３．７７８．７０１．１１１．５０２１．７３
阶段的反应特性不同的特点，采用温和的部分气残余的化方式将煤中高活性的部分转化成煤气，低活性半焦通过燃烧方式加以利用，从而在总体投资和运行成本降低的前提下，达到提高系统碳利用率目的，第二代增压流化床联合循环发电技术正是基于此。喷动流化床气化炉由于存在中心高速射流，特别适合处理强粘结性煤。此外，该反应器对煤中灰含量不敏感，炉温又适宜脱硫剂进行炉内脱硫，因此是高灰、高硫的劣质煤气化较理想的反应器。而这些煤在我国储量丰富，与其它流化床气化炉类似，喷动流化床气化炉碳转化率较低，而采用部分气化－半焦燃烧的方式正好弥补该缺陷。因此东南大学研究的实验室规模的Ａ高级增压流化床燃烧联合循ＰＦＢＣＣＣ（－环）系统和Ｐ增压部分气化联合循环）采ＰＧ－ＣＣ（

不同常压流化床煤气化方案的模型预测__模型预测及分析

第32卷2004年第3期6 月燃料化学学报JOURNAL OF FU EL CHEM ISTRY AND TECHNOLOGYVol 32 No 3Jun 2004文章编号:0253 2409(2004)03 0292 05收稿日期:2003 06 23;修回日期:2004 03 18基金项目:国家重点基础研究发展规划项目(G1999022105)作者简介:吴学成(1978 ),男,浙江长兴人,博士研究生,热能工程专业。

E mail:fencewu@不同常压流化床煤气化方案的模型预测.模型预测及分析吴学成,王勤辉,骆仲泱,方梦祥,岑可法(浙江大学热能工程研究所,能源洁净利用与环境工程教育部重点实验室,浙江杭州 310027)摘要:利用已建立的流化床煤气化模型系统地研究了不同气化方案下的流化床煤气化性能,包括空气气化、空气蒸气气化、空气二氧化碳气化、氧气水蒸气气化、氧气二氧化碳气化5个气化方案,结果表明:空气水蒸气和氧气水蒸气方案具有较优的气化效率和较高的煤气品质,氧气蒸气气化方案在煤气组分、气化效率和热效率等方面比空气蒸气气化方案更具优势。

关键词:煤气化;流化床;气化模型;模型预测中图分类号:TQ541 文献标识码:A为了评价常压流化床煤气化中各种气化方案的优劣,吴学成等[1]从化学动力学[2,3]角度并结合化学平衡[4,5]建立了流化床煤气化模型,并通过对文献报道的几个流化床气化实际工况进行计算预测。

计算数据和实测数据比较吻合,表明模型有较好的可信度。

在此基础上,本文利用该模型系统地研究了不同气化方案对常压流化床气化性能的影响,考察了空气,空气二氧化碳,空气水蒸气,氧气二氧化碳,氧气水蒸气等5种气化方案下流化床的煤气化过程、煤气组分和气化效率,并进行了比较,为实验及工业气化炉设计提供理论基础。

1 气化方案模型预测为方便计算,计算基准参数见表1(取自文献[1]表2中的工况 ),气化系统散热损失假定为3.0%,各种气化方案基准工况的选取参考了部分文献试验报道以及理论计算。

循环流化床锅炉实用技术问答

循环流化床锅炉实用技术问答锅炉车间二OO七年八月十七日一．基本原理篇1．什么叫做床层差压？答：床层差压是指风室压力与密相区床层压力之差，是表征床料高度的一个重要物理量。

一定高度的床料在固定流化风量下对应一定的床层差压。

因为在流化状态下，相同面积布风板上颗粒的重力与其浮力之差基本相同，所以用床层差压可以计算出床料的高度。

2．什么叫炉膛差压？答：炉膛差压是指稀相区的压力与炉膛出口的压力差，是表征炉膛稀相区颗粒浓度的重要物理量。

一定的颗粒浓度对应一定的炉膛差压。

炉膛差压越大稀相区颗粒浓度越大，循环灰量也越大。

3．临界流化风速与哪些因素有关？答：影响临界流化风速的因素有：（1）料层厚度对临界流速的影响。

（2）料层的当量平均料径增大则临界流速增加。

（3）固体颗粒密度增加时临界流速增加。

（4）流体的运动粘度增大时临界流速减小。

如床温增高时，临界流化风速减小；床温减少则临界流化风速增大。

4．影响高温旋风分离器性能的主要因素有哪些？答：影响高温旋风分离器性能的主要因素有以下几个方面：（1）切向入口风速的影响。

一般来讲入口风速越高，分离效果越高。

但当流速过高时，由于气流湍流度增加以及颗粒反弹加剧等原因反而造成分离效果下降。

（2）温度的影响。

温度越高气体粘度越大，分离效率越低。

（3）颗粒浓度的影响。

颗粒的浓度存在一个临界值，小于该值时随着浓度的增加分离效率增加；大于该值时，随着浓度的增加分离效率反而下降。

（4）粒径的影响。

颗粒粒径越大分离效率越高。

（5）结构参数的影响。

包括分离器的进口宽度和形式、中心管长度、直径以及筒体直径等。

（6）颗粒浓度的影响，颗粒的浓度存在一个临界值，小于该值时随着颗粒浓度的增加分离效率增加。

大于该值时，随着颗粒浓度的增加分离效率反而下降。

5、什么叫做循环倍率？答：在常规煤粉炉中，循环倍率常指的是水的循环倍率，定义为进入上升管的循环水量与上升管的蒸发量之比。

在循环流化床锅炉中循环倍率是描述物料循环量的一个重要参数。

煤炭的筛分特性对循环流化床锅炉运行的影响_图文.

煤炭的筛分特征对循环流化床锅炉运转的影响纲要：介绍了煤的筛分特征对循环流化床锅炉运转的影响，提出保证循环流化床锅炉正常运转的重要环节。

循环流化床焚烧技术是一项新式焚烧技术。

它与层燃锅炉、室燃锅炉对比拥有燃料使用性广、焚烧效率高、环保性能好、负荷调理灵巧、灰渣能综合利用等长处。

所以，发展循环流化床锅炉对焚烧低质煤、节俭能源、减少环境污染等都拥有深远的意义。

一、煤的筛分特征对循环流化床锅炉的影响循环流化床锅炉的焚烧特色是宽筛分的煤粒在适合的气流作用下，在床中一面翻滚运动，一面焚烧。

它既不一样于煤粉锅炉的焚烧方式，也不一样于层燃炉的焚烧方式，它是一种沸腾焚烧。

实践证明，入炉煤的颗粒度对循环流化床锅炉的点火启动、运转控制、焚烧效率均有很大影响。

1、对点火启动的影响循环流化床锅炉的点火过程是经过加热锅炉床料至煤的焚烧点，直到正常焚烧的动向过程。

这一过程的成败与锅炉床料的颗粒度构造、底料静止高度、配风、给煤等诸多要素相关。

点火操作既要把床料加热至煤温度，又要控制投煤过程中不爆燃、不超温结焦，全部正常后才能过渡到正常焚烧。

点火用的床料一般采纳炉渣，并预掺必定的烟煤。

床料颗粒度对点火风量影响很大，若颗粒太粗，则需要较大的风量才能使底料沸腾起来，这样必定使点火油枪所发射出的火焰热量许多地被烟气带走，使床料加热困难；若床料颗粒太细，大批的渺小颗粒将被烟气带走，使料层减薄，以致造成局部穿孔，点火困难。

从表 1 可知，细煤粒受热后温升快，可相应缩短加热到着火温度的时间。

所以启动阶段的底猜中要有足够的细煤粒，这样可大大减少点火启动用燃料，节俭能源，同时也减少了热风损失。

表 1：煤在不一样粒径加热到同一温度所需时间（S）煤的均匀粒度0.2mm0.5mm2mm5mm加热到 500℃ 0.366 0.882 3.32 7.38加热到 800℃ 0.855 2.08 8.2 22.4此外，依据气动力学剖析，相同的粒径，冷态临界流化速度为热态临界的两倍左右，而总送风量是由燃料焚烧所需风量决定的，也是热态时的工作风量，所以从冷态到热态点火启动的过程中，点火作用床料粒径，应小于热态运转时的床料粒径，才能保证冷态点火床料的流化，使床料加热均匀。

影响气流床煤气化工艺性能的主要影响分析

影响气流床煤气化工艺性能的主要影响分析【摘要】影响气流床煤气化工艺性能的主要因素有两类：其一，为生产工艺条件，其二为煤的物理化学性质。

从稳健优化与分析的角度来看则可以分为三类，其一为可以直接控制的生产操作工艺参数，其二为煤质性质，其三为煤的水分、灰分、粒度等不宜直接控制的噪声因素。

【关键词】煤化工；工艺参数；煤质性质；优化控制；反应速度；煤气质量；热稳定性0 引言对于气流床煤气化而言，氧煤比、蒸汽煤比、温度、压力等工艺条件是影响CO含量、H2含量、产气率和碳砖率等煤气化性能指标的主要工艺条件。

除此之外，气化性能评价指标还会受诸如煤的水分、灰分、粒度、煤质等多种噪声因素的影响。

各工艺参数如何影响煤气化性能，包括各评价指标的均值及其波动，是进行气流床气化工艺性能稳健优化与控制的基础。

1 可控工艺参数的影响分析1.1 气化温度T（℃）碳与水蒸气的转化反应是可逆的吸热反应，提高温度可以提高反应平衡转化率，从而提高CO和H2的平衡浓度。

从动力学的角度分析，提高温度有利于加快反应速度。

但是，气化温度并不是一个独立的条件，通常需用改变氧煤比或蒸汽煤比的方法来调节气化炉温度。

1.2 操作压力P（MPa）随着粉煤气化反应的进行，气体体积不断增加，所以从热力学分析，提高压力不利于化学平衡。

但是由于气化反应距离平衡很远，主要是反应速度控制了反应程度，提高压力能使反应物及生成物浓度增加，从而提高反应速度。

另外，提高压力也相应的提高了气化强度，气化炉产气能力增加，对工业应用而言，加压气化还可以节约压缩功耗，降低生产成本。

1.3 氧煤比O/C从粉煤部分氧化的化学方程式可知：氧的理论用量应该是氧原子数与煤中碳原子数相等。

这样使煤中的碳能全部转换成煤气中的CO。

如果氧的用量超过了这个比值，则一部分碳将发生完全氧化而生产CO2。

因此，按原子数比计，氧与碳之间的比值不超过1。

但是粉煤在气化反应时，大量的CO与H2是有下列反应产生的：C+CO=2COC+H2O=CO+H2而这两个反应的反应时间为燃烧反应时间的数百倍，因此，其反应速度比燃烧反应缓慢的多。

煤种变化对循环流化床锅炉的影响

煤质对循环流化床锅炉的影响循环流化床锅炉与任何其他形式的锅炉相比,其突出的优点是对煤种的适应性强,但这并不意味着某一台循环床锅炉能燃用任何煤种.只有当煤种变化后,还能建立正常的物料平衡和热平衡,即煤质特性、循环物料的浓度和粒度分布、烟气流速、旋风分离器的分离效率、床温床压等都还在匹配的范围内,锅炉各项蒸汽参数能通过现有的调节手段来调节,并保证锅炉各个受热面不超温,不结渣,同时锅炉所有辅助设备如:煤的破碎和输送、锅炉所有风机的容量、锅炉除灰出渣设备等都能安全稳定运行,才能说该锅炉对变动的煤种是适应的.所谓循环床锅炉对燃料的适应性强,主要是指工程技术人员能够按多种燃料设计相应的循环流化床锅炉,而几乎不受煤种的限制.对于一台已经布置制造好的循环床锅炉,当煤种的变化范围较宽时,其经济性和锅炉的出力等均会受到不同程度的影响,甚至不能安全稳定运行.如当煤的发热量和挥发份较低时,锅炉可能会由于床温偏低而导致燃烧不稳定,甚至熄火;当煤的发热量和挥发份较高时,又可能导致床温和尾部对流烟井温度偏高而造成炉膛结渣,炉内和尾部对流受热面管子超温爆管.煤的种类、性质与燃烧参数(床温、分离器是否冷却、旋风分离器出口烟温、过量空气系数等)相结合,决定了循环流化床锅炉循环主回路和尾部对流受热面之间的热负荷分配.对于不同燃料,循环主回路和尾部对流受热面之间的热负荷分配是不同的,对于烟煤烟气携带了大约42%到44%的热量到尾部受热面,对于同一种煤种烟煤,发热量低,水份较高,锅炉带到尾部的热负荷高,这说明烟煤的发热量越低,水份越高,带到尾部的热量也就越多,当煤种的热质和水份接近时,含氢量高的煤,烟气带到尾部的热量也就高.对于贫煤,由于其成分与烟煤接近,因此烟气带到尾部的热量略高于烟煤.对于无烟煤,由于较难着火和燃尽,炉膛采用了较高的床温,因此进入尾部对流烟道的烟气温度高,携带的热量也高,基本上在46-49%左右,远远高于烟煤和贫煤;对于褐煤,由于煤种含水份高,热质低,但含水份高,再加上氢的成分亦高,生成的烟气中水蒸汽的含量高,因此进入尾部对流烟道的热量介于烟煤、贫煤和无烟煤之间,约为45-46%左右.因此对于不同煤种,循环流化床锅炉主循环回路和尾部对流烟道的热量分配差别较大,烟煤最小,大部分热量被炉膛和炉内受热面吸收,贫煤次之,无烟煤为最大.对于同种煤种,煤的发热量、水分、氢的含量对热量分配有一定的影响,总的趋势是发热量越低,水分和氢含量越高,进入尾部的热量越多,但在一定范围内差别不是很大。

氧煤比对气流床煤气化过程的影响

Ｔｘｃｅａｏ气化炉出口合成气成分进行有效预测，但
该模型不能给出炉内的流动过程。献［— ］文３５分别
采用简化概率密度函数（ｏｓｉｔｄｎｉｐｓｉｌｙｅｓｔｂｉｙ
工业气化炉的运行提供理论依据。
０引
言
ｆｎｔｎＰＦ模型对Ｔｅａｏ化炉的气化过程ｕｃｉ，Ｄ）ｏｘｃ气
进行了数值模拟，分析了煤浆浓度等操作参数并煤气化是煤高效清洁利用的重要途径之一，特别是气流床煤气化技术以单炉容量大、种适煤
第９卷第２期２１００年６月
热科学与技术
ＪｕｎａｆＴｈｅｍａｃｅｅａｄＴｅｈｎｌｇｏｒｌｏΒιβλιοθήκη ｒｌＳｉｎｃｎｃｏｏｙ
Ｖｏ．１９ＮＯ２．
Ｊｎ２１ｕ．ｏ０
文章编号：１７ — ０７２１）２０７ — ６６１８９（０００ — １７０
高度区域内气相温度及主要成分浓度的变化梯度最大，在炉膛下部气相成分及温度的变化均不明显；着而随
氧煤比的增大（．５１１）气化炉出口合成气有效成分（＋ＣＯ９～．０，Ｈ２Ｏ）浓度逐渐降低，Ｏ和Ｈ。Ｃ。０的浓度及气
应性好、转化率高、负荷能力强等特点而备受碳变关注。石燃料的快速消耗，化以及人们对环境要求的日益严格，进一步促进了该技术的迅速发展。

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第３９卷第５期２００９年９月
东南大学学报（自然科学版）
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＯＵＴＨＥＡＳＴＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏ５Ｓｅｐｔ．２００９
工业分析／％ＡＶａｄａｄ２９３０２７５３
和平均粒径０２ｍｍ的细石英砂．粗石英砂作为密相区载体，细石英砂提高了提升段上部颗粒浓度，并增加了循环通量，且炉顶采用强约束类的Ｔ形煤及床料出口，能够在提升段上部形成环核流动．通过螺旋加料器送入炉膛．空气压缩机产生的空气经过空气预热器加热到３５０℃后，与蒸汽再热器过来的２００℃过热蒸汽在混合加热器内混合，混合气加热到７００℃后经风室和布风板进入炉膛．提升管和返料管均采用电加热方式，提供床料预热和维持燃烧过程中散热所需要的热量．返料器所需的流化粗床料在提升管内的风和返料风均由氮气瓶提供．静止床层高度为５００ｍｍ，加料口和返料口均位于密相湍动流化段内．
收稿日期：２００９０６０１．作者简介：李斌（１９８５ —），男，硕士生；黄亚继（联系人），男，博士，副教授，ｈｅｙｙｊ＠ｓｅｕ．ｅｄｕ．ｃｎ．基金项目：国家重点基础研究发展计划（９７３计划）资助项目（２００７ＣＢ２１０２０８）、教育部博士点基金资助项目（２００７０２８６０３４）、东南大学优秀４００３００１０１２）．青年教师资助项目（引文格式：李斌，黄亚继，金保升，等．蒸汽煤比对湍动循环流化床煤气化的影响［Ｊ］．东南大学学报：自然科学版，２００９，３９（５）：９９８１００１．［ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－０５０５．２００９．０５．０２６］
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｅｒｇｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９６，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｏｆＨｕａｉｂｅｉｂｉｔｕｍｉｎｏｕｓｃｏａｌｗｉｔｈｔｈｅａｇｅｎｔｏｆａｉｒａｎｄｓｔｅａｍａｔ０３ＭＰａｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｏｎａｔｕｒｂｕｌｅｎｔｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇｆｌｕｉｄｉｚｅｄｂｅｄｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｅｑｕｉｐｍｅｎｔ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｓｔｅａｍ／ｃｏａｌｒａｔｉｏｏｎｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆｌｉｆｔｉｓｔｈａｔｔｈｅｌｏｗｅｒｐａｒｔｉｓｂｒｏａｄｅｒｔｈａｎｔｈｅｕｐｐｅｒ．Ｗｉｄｅｓｃｒｅｅｎｑｕａｒｔｚｓａｎｄｉｓｕｓｅｄａｓｂｅｄｍａｔｅｒｉａｌ．Ｉｎｔｈｅｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ｔｈｅｌｉｆｔｃａｎａｃｈｉｅｖｅｔｕｒｂｕｌｅｎｔｆｌｕｉｄｉｚａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｄｅｎｓｅｐｈａｓｅｚｏｎｅａｎｄｃｏｒｅａｎｎｕｌｕｓｆｌｏｗｉｎｔｈｅｄｉｌｕｔｅｐｈａｓｅｚｏｎｅ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔ：ｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｓｔｅａｍ／ｃｏａｌｒａｔｉｏ，ＣＨｏｎｃｅｎｔｒａ４ｃｔｉｏｎｉｎｇａｓｒｅｍａｉｎｓｂａｓｉｃａｌｌｙｕｎｃｈａｎｇｅｄ，ａｎｄＣＯｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｄｅｃｒｅａｓｅｓｆｒｏｍ１３１２％ｔｏ１１９８％．Ｈｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｉｎｃｒｅａｓｅｓｉｎｉｔｉａｌｌｙｆｒｏｍ１２３％ｔｏ１４６３％，ａｎｄｔｈｅｎｄｒｏｐｓｔｏ１４１９％．ＣＯｏｎｃｅｎ２ｃ２ｃｔｒａｔｉｏｎｆｉｒｓｔｄｅｃｒｅａｓｅｓｆｒｏｍ１３８４％ｔｏ１２９４％，ａｎｄｔｈｅｎｓｌｉｇｈｔｌｙｉｎｃｒｅａｓｅｓｔｏ１３０６％．Ｓｔｅａｍ／ｃｏａｌｒａｔｉｏｈａｓａｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｉｍｐａｃｔｏｎｔｈｅｙｉｅｌｄｏｆｄｒｙｇａｓ，ｃｏｌｄｇａｓｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｃａｒｂｏｎｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ．Ｔｈｅ３ｍａｘｉｍａｌｙｉｅｌｄｏｆｄｒｙｇａｓ，ｃｏｌｄｇａｓｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｃａｒｂｏｎｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎａｒｅ２８９ｍ／ｋｇ，５９％，８１％ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｕｒｂｕｌｅｎｔ；ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇｆｌｕｉｄｉｚｅｄｂｅｄ；ｃｏａｌｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ｓｔｅａｍ／ｃｏａｌｒａｔｉｏ循环流化床煤气化技术由于具有煤种适应性强、气化强度高和碳转化率高的优点，近年来得到了较快的发展．中科院山西煤炭化学研究所进行了１］常压循环流化床煤气化试验研究［．中科院工程热物理所在ＣＦＢＲ１００热态试验系统上进行了循环流化床煤气化概念实证性质试验，完成了以氧气２］水蒸气及空气水蒸气为气化剂的煤气化试验［．东南大学在小型气化炉上进行了３种不同煤种的
Ｅｆｆｅｃｔｏｆｓｔｅａｍ／ｃｏａｌｒａｔｉｏｏｎｃｏａｌｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｉｎｔｕｒｂｕｌｅｎｔｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇｆｌｕｉｄｉｚｅｄｂｅｄ
ＬｉＢｉｎＨｕａｎｇＹａｊｉＪｉｎＢａｏｓｈｅｎｇＺｈｏｎｇＺｈａｏｐｉｎｇＤｕａｎＦｅｎｇＳｕｎＹｕＺｈａｎｇＭｉｎｇｙａｏ
万方数据
第５期
李斌，等：蒸汽煤比对湍动循环流化床煤气化的影响
９９９
循环流化床部分煤气化试验，研究了空气、蒸汽、煤［３］种和添加剂对气化过程的影响．华中科技大学在自行设计的ＣＦＢＧ８００Ｉ型循环流化床粉煤气化炉上研究了气化炉运行时各种参数变化对煤气４］．Ｌｕｒｇｉ公司在循环流化成分和煤气热值的影响［床上对煤和其他燃料进行了超过６０００ｈ的气化试［５］［６］验．Ｋｉｍ等在基于床层流体力学、反应动力学和高温裂解经验关联式对试验进行模拟的基础上，在一台内循环流化床实验台上进行了煤气化试验，７］分析比较了模拟结果和试验结果．Ｈａｒｒｉｓ等［在压０ＭＰａ、温度为１７７３Ｋ的气流床试验装置力为２上，研究了氧碳比、颗粒停留时间和煤种对气化反应的影响．上述研究得到的煤气热值不高、飞灰含碳量较高、碳转化率较低．本文在加压湍动循环流化床煤气化试验装置上研究了蒸汽煤比（质量比）对气化温度、煤气成分、干煤气产率、冷煤气效率和碳转化率的影响，试验结果为今后加压湍动循环流化床煤气化工业化应用提供参考依据．
３气效率及碳转化率都有影响，其最大值分别为２８９ｍ／ｋｇ，５９％，８１％．
关键词：湍动；循环流化床；煤气化；蒸汽煤比中图分类号：ＴＱ５４６文献标志码：Ａ文章编号：１００１－０５０５（２００９）０５０９９８０４
图１循环流化床煤气化试验系统图
１试验系统、试验用煤及床料
试验系统装置如图１所示．整个反应器由多段莫来石浇注料堆叠而成，设置在压力壳内，压力壳与反应器之间填有保温层．流化床反应器压力壳为１５８ｍｍ× ４ｍｍ的耐热耐压钢管，布风板至炉膛出口有效高度为６６ｍ，提升管每隔０３ｍ设有测压管，且提升段设计为下部宽、上部窄．布风板以上１２ｍ为密相区，内径为７０ｍｍ，上部稀相区高５４ｍ，内径为６０ｍｍ．试验用煤为淮北烟煤，其元素分析和工业分析见表１．试验床料为平均粒径０８ｍｍ的粗石英砂