第36卷第6期鍋爐技術(shù)Vol. 36, No. 62005年11月BOILER TECHNOL0GYOet. ,2005文章編號: CN31 - 1508(2005)06 - 0008 - 07流化床部分煤氣化影響因素研究黃亞繼，金保升，仲兆平，肖‘ 睿， 周宏倉(東南大學(xué)潔凈煤發(fā)電和燃燒技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇南京210096)關(guān)鍵詞:部分煤氣化; 煤氣成分:熱值;流化床摘要:在流化床部分氣化爐上系統(tǒng)研究了流化風(fēng)量.給煤量、水蒸氣量、床層溫度、靜止床層高度.煤種、催化劑等因索對煤氣成分和熱值的影響，研究結(jié)果表明:流化風(fēng)量、給煤量、水蒸氣量.靜止床層高度對煤氣成分的影響較為復(fù)雜,4者都存在最佳范圍;床層溫度是影響煤氣成分的主要因素,煤氣熱值與溫度成正比;增加床層高度,有利于H2.CO生成和CH,分解;煙煤的煤氣中含有的可燃成分(H2、CO、CH4)含量比無煙煤高,優(yōu)質(zhì)煙煤比劣質(zhì)煙煤更適合于氣化;Ca.Na.K等堿土金屬化合物對煤氣化具有催化作用.且Na2CO,和K:CO,的催化能力比Ca()強(qiáng)。中圖分類號: TK229.6*6文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A試驗(yàn)是在一臺自制的常壓流化床氣化爐上1前言進(jìn)行(見圖1)。整個系統(tǒng)由高溫?zé)煔獗叵到y(tǒng)、石油價(jià)格上漲,煤炭供需緊張，環(huán)境污染嚴(yán)重蒸汽發(fā)生系統(tǒng)給料系統(tǒng)、送引風(fēng)系統(tǒng)、氣化爐本已成為制約我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重大問題。煤的體、測量控制系統(tǒng)和取樣分析系統(tǒng)等組成。本試高效、沾凈利用是我國乃至全世界研究的重要課驗(yàn)臺最大的特點(diǎn)就是采用本體內(nèi)外簡夾套加熱題。煤氣化技術(shù)是煤潔凈利用的核心技術(shù)。其中，方式，由油燃燒室出來的1100 C的燃油煙氣,在部分煤氣化技術(shù)相對于完全煤氣化技術(shù),無需高爐膛本體夾套導(dǎo)流板的作用下加熱本體,提供了溫、高壓等物理?xiàng)l件將固定碳徹底轉(zhuǎn)化為煤氣,而床料預(yù)熱和本體散熱所需要的熱量。內(nèi)筒直徑是根據(jù)煤的不同組分和不同反應(yīng)階段特性,對煤炭為100mm,外筒直徑為133mm,布風(fēng)板至爐膛進(jìn)行分級利用,其氣化工藝設(shè)備簡單,投資較低,產(chǎn)出口有效高度 4.3 m,布風(fēng)板共有18個風(fēng)帽,內(nèi)生的低熱值煤氣可用做燃料和化工原料,固體焦炭圈6個,外圈12個,每個風(fēng)帽均勻分布3個1 mm主要用于燃燒產(chǎn)生蒸汽發(fā)電供熱,從而形成“氣熱小孔。來自羅茨風(fēng)機(jī)的空氣經(jīng)過油燃燒室內(nèi)部電多聯(lián)供”。同時，部分煤氣化技術(shù)還可對硫、氮.的空氣加熱器預(yù)熱到450 C后，與從蒸汽過熱器氯,汞等有害成分定向脫除。過來的260C的蒸汽混合,經(jīng)布風(fēng)板進(jìn)人爐膛。流化床煤氣化以其處理量大、氣化強(qiáng)度大、電熱鍋爐出來的0.6 MPa飽和水蒸氣經(jīng)減壓閥爐內(nèi)傳熱傳質(zhì)好、適用煤種廣、環(huán)境污染小的優(yōu)降壓后,進(jìn)入蒸汽過熱器進(jìn)一步升溫。蒸汽旁路點(diǎn)受到廣泛的關(guān)注'1,本文在常壓流化床氣化爐設(shè)計(jì)以及電熱鍋爐和蒸汽過熱器加熱功率可調(diào)上系統(tǒng)研究了流化風(fēng)量、給煤量、蒸汽量、床層溫性能夠保證所需的水蒸氣加入量。煤由螺旋給度、靜止床層高度、煤種、催化劑等多種因素對煤料器從布風(fēng)板_上方送人。攜帶細(xì)微灰焦的煤氣氣成分和熱值的影響，為部分煤氣化爐的設(shè)計(jì)和離開氣化爐頂部出口,依次經(jīng)過一級旋風(fēng)除塵.運(yùn)行控制提供指導(dǎo)和參考作用。.器、二級旋風(fēng)除塵器、除焦裝置、布袋除塵器后，最終由引風(fēng)機(jī)通過煤氣燃燒裝置燃盡后排至室2試驗(yàn)裝置和原料外。中國煤化工壓力與壓差、風(fēng)2.1試驗(yàn)裝置量、MHCN MH G采樣口位于布袋收稿日期:2004-10-28;修 回日期:200411 19基金項(xiàng)目:國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃項(xiàng)目子課題(19990221053);東南大學(xué)振興行動計(jì)劃資助項(xiàng)月650057129);東南大學(xué)人才引進(jìn)科研啟動基金(4003001005)作者簡介:黃亞繼(1975 -),男,江蘇如皋人,東南大學(xué)講師。第6期黃亞繼,等:流化床部分煤氣化影響因素研究除塵器出口。煤氣中H2 ,CO.CO2、CH.采用上斯蒙特NGA2000型多功能氣體分析儀在線監(jiān)測海產(chǎn)1102型氣相色譜儀測定。同時采用德國羅氣化情況,并與色譜儀測定值相比較。13*po H2082“出一169| I/ H,0-H只-23l220包1-給料系統(tǒng);2-風(fēng)室;3-氣化爐本體;4-木休加熱夾套;5 -防爆裝置;6 - -級旋風(fēng)除塵器:7-二級旋風(fēng)除塵器;8→旋風(fēng)加熱夾套:9-灰斗;10-管道加熱夾套:11-布袋除塵器;12-灰斗:13-采樣裝置;14-引風(fēng)機(jī);15-煤氣燃燒裝置;16 - 電熱鍋爐:17-水泵:18-水箱;19 -燕汽過熱器,20-油燃燒室;21 -油箱022-羅茨風(fēng)機(jī)+28 -燕汽旁路:24-金屬流量計(jì)圖1常壓流化床煤氣化系統(tǒng)流程圖2.2試驗(yàn)原料表1試驗(yàn)用煤篩分分布mm選用3種典型的動力用煤:徐州優(yōu)質(zhì)煙煤、煤樣粒徑分布(%,按質(zhì)量份額計(jì))平均粒徑徐州劣質(zhì)煙煤和陽泉無煙煤,其篩分分布見表1,0.3-0.40.4~0.60.6~0.80.8~10工業(yè)分析和元素分析見表2。所使用的惰性床料徐州優(yōu)質(zhì)煙煤171910540. 63是寬篩分的石英砂,平均粒徑為0. 362 mm.徐州劣質(zhì)煙煤24290. 54陽泉無煙煤1224表2煤的基本特 性單位徐州優(yōu)質(zhì)煙煤徐州劣質(zhì)煙煤陽泉無煙煤空干基水分Mu%2.724.423. 67業(yè)空干基揮發(fā)分V。30.5725. 247.97固定碳FCu54. 0917.4467.51灰分As.12. 6222. 9(20. 85碳Ca70. 4050.3668. 22元?dú)銱su4.543.722. 64中國煤化工0.93析氮N。0.92氧()sMHCNMHG2.77高位發(fā)熱量QrMJ/kg28. 9124. 2726. 24低位發(fā)熱量Qm27. 9123. 4025. 611(鍋爐技術(shù)第36卷試驗(yàn)選用的催化劑有南京湯山石灰石、南京CO+3H2=CH,+H2(O ( + Q:u)kJ/mol (10)幕府山白云石以及碳酸鈉(分析純)和碳酸鉀(分2C0+2H2=CH,+CO2 (+Qn)kJ/mol (11)析純)。石灰石和白云石主要化學(xué)成分見表3。.CO2 +4H:=CH,+2H,O (+Q2) kJ/mol (12)表3石灰石和白云石主要 化學(xué)成分%4結(jié)果分析與討論物質(zhì)CaO Mg() SiO。 AlO, FerO3比表 面積4.1術(shù)語定義石灰石51.22 0.31 3.76 1.45 0.45 4.808 1 m2/g冷煤氣熱值白云石30.08 20.38 1.56 0.48 0.32 3.211 4 m/gQ.Hv=(CH, X2 581 + CooX3018+Ccn,X8 558)X0.01X4.1868 kJ/Nm33煤氣化反應(yīng)原理CH、Co、CoH,分別表示可燃組分H2 .CO、煤進(jìn)入爐內(nèi)首先進(jìn)行熱解過程,其中包括裂CH,占分含量(%)。解和縮聚兩大類。熱解前期主要發(fā)生裂解反應(yīng)。4.2床料冷態(tài)流化特性包含煤分子結(jié)構(gòu)中橋鍵斷裂生成自由基、脂肪側(cè)床料冷態(tài)流化特性如圖2所示,當(dāng)氣流流速鏈斷裂生成氣態(tài)烴、含氧功能團(tuán)裂解生成H2O、.達(dá)到約0.28 m/s時,再繼續(xù)增大流速,料層壓差co等、低分子化合物裂解生成較多揮發(fā)性產(chǎn)物。兒乎保持 不變,此時即可認(rèn)為床內(nèi)物料處于起始熱解后期以縮聚反應(yīng)為主，當(dāng)溫度為550 c ~流化狀態(tài) .冷態(tài)臨界流化速度約為0.28 m/s.600C時,膠質(zhì)體發(fā)生固化生成半焦,溫度更高時芳香結(jié)構(gòu)脫氫,半焦變成焦炭。4000-葉*煤熱解總的反應(yīng)式為:煤=CH2+氣體烴+焦油+CO+CO2+H2 + H2O+焦炭在后續(xù)的高溫氣化反應(yīng)中，氣體烴和焦油還.會發(fā)生二次熱解反應(yīng)生成C、CH、H2.CO、H2O2000等簡單物質(zhì)。裂解后的煤氣化過程分成2種類型:非均相1 000氣固反應(yīng)和均相氣相反應(yīng).00.3.1非均相氣固反應(yīng)表觀流化數(shù)/m.s-1碳不完全燃燒反應(yīng)圖2床料冷態(tài)流化特性C+1/2O2=CO (+Q.)kJ/mol (1)4.3流化風(fēng)量對煤氣成分和熱值的影響碳完全燃燒反應(yīng)C+O2=CO2 (+Q2 )kJ/mol(2)維持給煤量4. 52 kg/h.靜止床層高度200水蒸氣分解反應(yīng)mm.蒸汽量1. 8 kg/h,出流化風(fēng)量引起的床層溫C+ H2Q=CO+H2 (- Q,)kJ/mol (3)度變化見圖3。C+2H2(=CO2 +2H2 (- Q.)kJ/mol (4)940 ]二氧化碳還原反應(yīng)930-C+CO2=2C0 (- Q:)kJ/mol (5)920 -加氫反應(yīng)C+2H:=CH，(+Q。)kJ/mol3.2均相氣相反應(yīng)88氣相燃燒反應(yīng)H2+ l/2O2=H2( ( +Q)kJ/mol (7)中國煤化工CO+1/202=CO2 ( +Q;)kJ/mol (8:THCNMH G.變換反應(yīng).9.0.95。 100 105 11.0流化風(fēng)景Nm3.h-CO+ H2O=H2 +CO2 (+Q,)kJ/mol (9)圖3流化風(fēng)量與術(shù)層溫度之間的關(guān)系甲烷化反應(yīng)第5期黃亞繼,等:流化床部分煤氣化影響因素研究1隨著流化風(fēng)量增加,床層溫度呈增加的趨效果,必須均衡兼顧煤氣熱值和產(chǎn)氣率,選擇合勢。流化風(fēng)量增加,意味著爐內(nèi)氣流速度和氧氣適的空煤比。供應(yīng)量增加，強(qiáng)化氣固間傳質(zhì)、傳熱,從而提高了4.4給煤對煤氣成分和熱值的影響反應(yīng)(1)、(2).(7)、(8)的反應(yīng)速率,這些反應(yīng)均給煤量對煤氣成分的影響較為復(fù)雜,隨著給是放熱反應(yīng),從而引起氣化爐床層溫度升高。當(dāng)煤量的增加,床層溫度逐漸降低(見圖5),CO含.流化風(fēng)量進(jìn)一步增加時，氣化爐本體散熱量、流量先增加后降低,H2、CO2含量降低,CH,含量化風(fēng)升溫所需加熱量、煤氣帶出的顯熱也相應(yīng)增增加(見圖6),冷煤氣熱值增加。加，導(dǎo)致床層溫度增加趨于平緩。從圖4可以看出,隨著流化風(fēng)量增加H2和930-CO含量(容積%.下同)先增加后減少,CO2含R 920-量先減少,后增加,CH,含量逐漸減少,冷煤氣熱值在流化風(fēng)量為9 Nm2 /h時處于最大值。長910-900-20 ]-C0晚上年層備度200 mm七O氣1T.8kgh一3 50018890++冷操氣熱值+3 4003.84.04.24.44.64.8 5.0 5: 163300給煤盤/kgb-1東123200蕭圖5給煤量與床層溫度之間的關(guān)系+3100-3 000F2900143 50062800” H施化外量9Nm2hm- . -02羨丸量L81g/mm52700中機(jī)1012- .冷燥氣熱值3300堂流化風(fēng)量Nm'hr1圖4流化風(fēng)量 與煤氣成分和熱值之間的關(guān)系+3: 200流化風(fēng)量增加，氣流夾帶能力增加,爐頁稀3 100相段氣化反應(yīng)增強(qiáng)。同時床層溫度升高,炭氣化3.840424446485052給煤量/kgh-l反應(yīng)速率加快,水蒸氣分解反應(yīng)(3)和CO2還原圖6給煤量 與煤氣成分和熱值之間的關(guān)系反應(yīng)(5)平衡點(diǎn)右移。反應(yīng)式(1).(2)可用總的碳燃燒反應(yīng)表示為:φC+Oz→(2φ- 2)C0+(2初始增加給煤量，參加氣化反應(yīng)煤的絕對值-0)CO,9是與溫度有關(guān)的常數(shù),反應(yīng)得到C0增加,在氣化劑(空氣和水蒸氣)不變的情況下，與CO2摩爾濃度比符合關(guān)系式2:單位質(zhì)量煤的產(chǎn)氣量減少,C0含量相應(yīng)增加,但給煤量帶來負(fù)面影響是降低了床層溫度，由此造Cw-2 40(183/T.成的煤炭氣化反應(yīng)速率下降,氣化深度不夠,CO其中R為氣體常數(shù)(8.314 J/mol),T,為碳含量反而減少。雖然給煤量的增加引起更多的粒表面溫度?？梢钥闯鰷囟壬哂欣O生煤裂解產(chǎn)生H2,床層溫度下降引起的變換反應(yīng)成。溫度升高還會加劇高熱值烴類、焦油的二次(9)平衡點(diǎn)右移,但床層溫度下降不利于水蒸氣裂解。種種因素引起H2和CO含量增加,CO2分解反應(yīng)(3).(4)進(jìn)行,2種因素綜合作用,H2絕含量減少。但當(dāng)流化風(fēng)量繼續(xù)增加時,氣相燃燒對數(shù)量增加,但很有限。由于總煤氣量增加,H2反應(yīng)(7)、(8)份額增加。煤氣中的叮燃?xì)怏w部分含量反而呈略微減少趨勢。CH含量隨著給煤(CO. H.CH,)更多的參與燃燒，而無效成分量的中國煤化工化床煤氣化過CO2增加。同時氣體在床內(nèi)的停留時間減少,顆|YHCNM H G受熱裂解[。反粒揚(yáng)析量過大，在氣化爐氣化強(qiáng)度一定的情況.應(yīng)(10),(11)、(12)需要在催化劑存在的條件下下,產(chǎn)氣量增加的同時必然會造成氣化深度不才可以進(jìn)行。夠,影響煤氣品質(zhì)。所以,為了獲得合理的氣化4.5水蒸氣量對煤氣成分和熱值的影響.2鍋爐技術(shù)第36卷隨著水蒸氣量增加,更多的水蒸氣參與反應(yīng)化風(fēng)初始溫度,得出不同床層溫度。圖9給出了(3)、(4).由于該反應(yīng)是吸熱反應(yīng).加上水蕪氣升煤氣成分和冷煤氣熱值隨床層溫度的變化。溫時吸熱量相應(yīng)增加,使得床層溫度呈逐漸減少的趨勢(見圖7)。16940143400930長10920 -mo:i 910-9002800氣890-850860870880890900910920930940880床層溫度心870.圖9床層溫度 與煤氣成分和熱值之間的關(guān)系141516717181902021222324水蒸氣量Agh-I床層溫度是影響煤氣成分的主要因素,床層圖7水蒸氣與床層 溫度之間的關(guān)系溫度越高,越有利于在煤表面產(chǎn)生更多的能量大圖8給出了水蒸氣量對煤氣成分和熱值的于氣化反應(yīng)所需活化能的碳原子,越多的碳分子影響。當(dāng)水蒸氣量較小時,水燕氣分解反應(yīng)主要與蒸氣分子及其氧原子之間發(fā)生有效碰撞,從而以反應(yīng)(3)為主,這時增加水蒸氣量有利于H2.加快氣化反應(yīng)速率,提高氣化強(qiáng)度。房倚天得到CO生成。CO含量隨蒸氣量的增加速度沒有H2流化床氣化溫度提高20 C~30 C,氣化反應(yīng)速明顯,原因是水蒸氣量增加時,床層溫度降低有率相應(yīng)提高1倍左右”。同時床層溫度的提高利于Co和H2O之間的變換反應(yīng)(9)平衡點(diǎn)右也加快了揮發(fā)分的氣相二次反應(yīng),其中H2來自移。當(dāng)水蒸氣量較多時，更多的水蒸氣參與了化烴類成分的裂解反應(yīng)及芳環(huán)的縮合反應(yīng),CO由學(xué)反應(yīng)(4).從而導(dǎo)致H,含量繼續(xù)增加,而Co焦油分子中的羰 基官能團(tuán)、含氧雜環(huán)裂解產(chǎn)生。含最減少,CO2含量增加。但當(dāng)水蒸氣量過多.種種因素引起煤氣中H2和CO含量增加。時,床層溫度下降很多，氣體和顆粒在床內(nèi)停留雖然床層溫度升高有利于反應(yīng)(4)進(jìn)行,但.時間更短,這時水蒸氣對氣化反應(yīng)和平衡常數(shù)產(chǎn)反應(yīng)(3)的平衡常數(shù)隨床層溫度的增長連度比反生消極影響,不利于氣化反應(yīng)的進(jìn)行，表現(xiàn)在應(yīng)(4)快[氣。所以,在其它輸入?yún)?shù)不變的情況H2 ,CO含量減少,冷煤氣熱值下降。下,床層溫度升高時,煤氣中CO2絕對量增加速度不及CO快。而CO增加、CO2減少恰恰是在-340溫度升高時變換反應(yīng)(9)平衡點(diǎn)左移和二氧化碳141還原反應(yīng)(5)平衡點(diǎn)右移的表現(xiàn)。煤氣中CH4含量下降是床層溫度的上升促進(jìn)CH,二次分解的3000結(jié)果。總之,煤氣的熱值與床層溫度成正比。-2 8004.7靜止床層高度對煤氣成分的影響化風(fēng)電Nm/h規(guī)42g7h由圖10可見，初始增加靜止床層高度,揮發(fā)分在熾熱的料層中裂解更徹底,煤氣中H2和cO含量相應(yīng)增加.CH,含量減少。由于床層高度低圖8水蒸氣量與煤 氣成分和熱值之同的關(guān)系于加煤口位置,煤在與床料進(jìn)行混合前就有部分揮中國煤化工浮空間的氣化能4.6床層溫度對煤氣成分的影響力比M.HCNMH GCH的含量都>為了單獨(dú)研究床層溫度對氣化過程的影響，2 %。當(dāng)那止床層局度增加到400 mm時,H2和試驗(yàn)過程中維持氣化爐其它輸入?yún)?shù)不變,僅僅CO含量反而減少,其原因是床料高度相對氣化通過改變本體夾套燃油煙氣溫度和流量以及流爐內(nèi)徑太大，物料在床層中形成劇烈的騰涌,從第6期黃亞繼,等:流化床部分煤氣化影響因素研究13而使得煤未能有效氣化。原煤中添加CaCO,后.煤氣中H2和CO含量相應(yīng)增加,并且CaCO3加人量越多,H2和CO300含量越大(見圖12)。由于煤氣中一部分CO2來自石灰石的分解反應(yīng),使得煤氣中CO2含量變化-3250常不大。同樣由于Na.K的化合物對煤氣化也具3200華有催化作用”,向煤中添加碳酸鈉和碳酸鉀后能明顯提高煤氣品質(zhì),且Na2CO3和K2CO3的催化十o實(shí)寫五/h一Co床層溫度904 C-917印能力比CaCO3強(qiáng)。令媒氣熱值31001050200250.30035040床層高度/mm14圖10靜止.床層高 度對煤氣成分的影響無添加劑i GaC03 30g/kg煤4.8不同煤種氣化特性i CGaCO3 70g/kg煤只8I 碳酸鈉70g/kg煤煤作為一種含有多種雜質(zhì)的有機(jī)混合礦物，聯(lián)6i碳酸鉀70g/kg煤其成分、灰熔點(diǎn)、活性度、粘結(jié)性和白由膨脹指數(shù)等變化都能極大影響氣化工況和氣化效率,為此本文研究了3種典型煤種的氣化特性?？偟膩鞨:說，在相同的氣化參數(shù)下,煙煤的煤氣中可燃成煤氣成分分(H2.CO.CH.)比無煙煤高,優(yōu)質(zhì)煙煤的可燃圖12添加劑 與煤氣成分之間的關(guān)系成分比劣質(zhì)煙煤高(見圖11)。其原因可以解釋為:煤化程度越高,活化能越高,熱分解開始溫度當(dāng)原煤中添加3 %石灰石時,H2和CO含量也越高,加上水分、揮發(fā)分高的煤種,其結(jié)構(gòu)疏增加了0.5 %和0.3 %。繼續(xù)增加石灰石量至松,生成的焦煤反應(yīng)比表面積大,具有豐富的過7 %,H2和CO含量只增加了0.1 %和0.2 %，渡孔和大孔,氣化劑很容易擴(kuò)散到反應(yīng)表面。CaO催化作用減弱,說明催化劑含量的增加一方面提高了反應(yīng)速度,改善了氣化條件,另一方面催化劑在焦炭表面附著程度增加,當(dāng)催化劑在煤焦表面達(dá)到單層分散最大量之后,過剩的催化劑徐州優(yōu)質(zhì)煙煤缺乏較好的分散，影響了氣化劑向焦炭內(nèi)部擴(kuò)散徐州劣質(zhì)煙煤10 t陽泉無煙煤和氣化產(chǎn)物逸出,在一定程度上限制了反應(yīng)速度床層高度200mm的進(jìn)一步提高,所以存在一個適宜的催化劑添簍6-加量。5結(jié)論2(1)隨著流化風(fēng)量增加,床層溫度逐漸增H2CO煤氣成分CO2CH4加,H2和CO含最先增加后減少,CO2含量先減圖11 煤種與煤氣成分之間的關(guān)系少后增加,CH,含量逐漸減少,冷煤氣熱值在流4.9催化劑對煤氣成分的影響化風(fēng)量為9 Nm?/h時處于最大值。流化風(fēng)量進(jìn)石灰石分解的CaO對煤氣化具有催化作用一步增加時,床層溫度增加趨于平緩。為了獲得(X為CaO)[6]:合理的氣化為思|以循的衡并曬世午熱值和產(chǎn)氣中國煤化工Tar +X=C-X+氣體(如CH,)+Light Tar (13)率,選擇HH20+ X=0-X+ H2(g)(14)CN M H G溫度逕漸降CX+(-X=C0-X+X(15)低。給煤量對煤氣成分的影響較為復(fù)雜,給煤量CO-X=CO(g)+ X .(16)過多,煤炭氣化深度不夠,煤氣品質(zhì)下降;給煤量CO-X +O=CO2(g)+2X(17)過少會造成氣化能力過剩,又會影響煤氣品質(zhì)。14鍋爐技術(shù)第36卷(3)隨著水蒸氣量增加,床層溫度逐漸下比CaCO3強(qiáng)。原煤中CaCO3加入量越多,煤氣降。當(dāng)水蒸氣量較小時,增加水蒸氣有利于H2、中 H2和CO含量越高。當(dāng)催化劑加入量達(dá)到一CO生成;當(dāng)水蒸氣量較多時,更多的水蒸氣與炭定程度后,催化劑的催化能力趨于飽和。反應(yīng)生成CO2和H2,H:含量繼續(xù)增加,而CO含量減少,CO2含量增加;但當(dāng)水蒸氣量增加到參考文獻(xiàn):- -定值之后,氣化程度下降,煤氣品質(zhì)變差。[1]黃玻介。房倚天,土彈,等.現(xiàn)代煤氣化技術(shù)的開發(fā)與進(jìn)展(4)床層溫度是影響煤氣成分的主要因素。[J].燃料化學(xué)學(xué)報(bào),002,30(5);385 - 391.床層溫度越高,煤氣中H2和CO含量也越高，[2]鄔紉云.煤炭氣化[M]J徐州.中國礦業(yè)大學(xué)出版社,1985.[3]彭萬旺,陳家仁.加壓流化床粉煤氣化工藝特性研究[J].煤CO2含量越低。煤氣中CH,含量下降是床層溫炭學(xué)報(bào),1994,19(3);315- 323.度的上升促進(jìn)CH,二次分解的結(jié)果。在其它輸[4]房倚天,陳富艷,王鴻瑜,等.循環(huán)流化床(CFB)煤/焦氣化反入?yún)?shù)不變的情況下,煤氣的熱值與床層溫度成應(yīng)的研究II溫度、氧含量及煤種對CFR氣化反應(yīng)的影響正比。[J]. 燃料化學(xué)學(xué)撒199.27(1):23-28.(5)隨著靜止床層高度的增加，揮發(fā)分在熾[5]寇公.煤炭氣化工程[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版補(bǔ)1992.[6] Ximen A. Garcyn, Nelson A. Alarcon. Alredo 1. et al.熱的料層中裂解更徹底,煤氣中H2和CO含量Steam gasification of tars using a CaO calalys [J]. Fuel Pro-相應(yīng)增加,CH。含量減少。煙煤的煤氣中含有的cessing Technology, 1999 ,58.83- 102.可燃成分(H2.CO.CH,)含量比無煙煤高,優(yōu)質(zhì)[7] Ralf Kopsel, Henryk Zabawski. Catalytic ee of ash com-煙煤比劣質(zhì)煙煤更適合于氣化。ponents in low rank coal gasification [J] . Fuel, 1990，69(5):275-281.(6) Ca、Na,K 等堿土金屬化合物對煤氣化具有催化作用,且NaCO,和K2CO3的催化能力Factors Affecting Fluidized Bed Partial-gasificationHUANG Ya-ji. JIN Bao-sheng，ZHONG Zhao ping，XIAO Rui，ZHOU Hong-cang( Education Ministry Key Laboratory on Clean Coal Power Generation and CombustionTechnology. Southcnst University. Nanjing 210096, China)Key words: partial-gasification; gas compositions; heating value; Fluidized BedAbstract: Factors afecting gas composition and beating value are investigated, includingfluidized air flow, coal feed rate, strcam feed rate, gasification temperature, bed layeraltitude, coal type and catalyst. in a fluidized bed partial-gasifier. The results arc asfollows: there exists日suitable range of fluidized air flow, coal feed rate, stream feed rateand bed layer altitude, which show more complex effect on gas compositions. T cmperatureis the key factor that affects gas compositions, and heating value of gas is in directproportion to temperature. The contents of H2 and CO are increased with an increasc of bedlayer altitude, which is favor of pyrolyzing CH. The contents of flammable compositions(H2，CO, CH,) of bitumite are larger than those of anthracite. High- grade bitumite ismuch more suitable for gasification than low grade bitumite. Compounds of alkali metals.such as Ca, Na, K etc. , can catalyze coal gasification. The catalysis ability of Na:CO2 andK:CO2 is stronger than that of CaCO3.中國煤化工MHCNMHG