第25卷第23期中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)Vol.25 No.23 Dec.20052005年12月Proceedings of the CSEE62005 Chin.Soc.for Ele Eng文章編號(hào): 0258-8013 (2005) 23-0100-06中團(tuán)分類號(hào): TK224文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A學(xué)科分類號(hào): 470.20高溫氣化劑加壓噴動(dòng)流化床煤氣化試驗(yàn)研究肖睿，金保升，周宏倉(cāng)，黃亞繼，仲兆平，章名耀(東南大學(xué)潔凈煤燃燒與發(fā)電技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇省南京市210096)COAL GASIFICATION USING HIGH TEMPERATURE PREHEATED GASIFYINGAGENT IN A PRESSURIZED SPOUT-FLUD BEDXIAO Rui, JIN Bao-sheng, ZHOU Hong-cang, HUANG Yaji, ZHONG Zhao-ping, ZHANG Ming-yao(Education Ministry Key Laboratory on Clean Coal Power Generation and Combustion Technology, SoutheastUniversity, Nanjing 210096, Jiangsu Province, China)ABSTRACT: High temperature gasifying agent gasification of1引言coal was performned in a 0.1MW thermal input pressurized煤氣化技術(shù)是未來潔凈煤發(fā)電技術(shù)的基礎(chǔ)，如spout-fluid. Effects of gasification temperature, pressure,equilibrium ratio, and the ratio of steam to coal on coal整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)，第二代增壓流化床聯(lián)合循環(huán)，gasification behaviors were studied. The experimental results整體煤氣化一燃料電池和以煤 氣化為核心的多聯(lián)indicated that gasification temperature was the most important產(chǎn)系統(tǒng)等等，國(guó)內(nèi)外研究者對(duì)此進(jìn)行大量的研究工factor influenced coal gasification in the spout-0luid bed gasifier.作"+6。依據(jù)煤的不同組分和不同轉(zhuǎn)化階段的反應(yīng)特The gasification performance was improved at elevated性不同的特點(diǎn)，采用溫和的部分氣化方式將煤中高pressure due to the better fluidization in the reactor. The effects活性的部分轉(zhuǎn)化成煤氣，殘余的低活性半焦通過燃o(jì)f equilibrium ratio, and the ratio of steam to coal on coal燒方式加以利用，從而在總體投資和運(yùn)行成本降低gasification were realized by changing the reaction temperalure,and the two parameters had an optimum operating range for a的前提下，達(dá)到提高系統(tǒng)碳利用率目的，第二代增壓流化床聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)正是基于此。提高氣化certain coal gasification process.劑預(yù)熱溫度，可大幅度提高煤氣熱值，提高燃?xì)馔窴EY WORDS: Thermal power engineering; High temperature平入口溫度和燃燒穩(wěn)定性。隨著緊湊蜂窩式陶瓷蓄gasifying agent; Coal gasification; Spout-fluid bed; Process熱體高溫空氣預(yù)熱器等新工藝的開發(fā)成功，最近出parameters; Pressure現(xiàn)了應(yīng)用該加熱器產(chǎn)生的高溫空氣在卵石氣流床反摘要:在熱輸入0.1MW的小型加壓噴動(dòng)流化床試驗(yàn)裝置上應(yīng)器內(nèi)對(duì)生物質(zhì)7、動(dòng)物排泄物8)和煤氣化的研究進(jìn)行了高溫氣化劑煤氣化特性的試驗(yàn)研究，考察了氣化溫報(bào)導(dǎo)。噴動(dòng)流化床氣化爐由于存在中心高速射流,度、壓力、空氣系數(shù)和汽煤質(zhì)量比等工藝參數(shù)對(duì)高溫空氣1特別適合處理強(qiáng)粘結(jié)性煤，此外，該反應(yīng)器對(duì)煤中蒸汽作為氣化介質(zhì)的煤氣化行為的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，在灰含量不敏感，爐溫又適宜脫硫劑進(jìn)行爐內(nèi)脫硫，所研究的工藝參數(shù)中，氣化溫度對(duì)高溫空氣煤氣化特性影響因此是高灰、高硫的劣質(zhì)煤氣化較理想的反應(yīng)器，最為顯著。壓力對(duì)氣化性能的影響主要體現(xiàn)在改善流化床氣而這些煤在我國(guó)儲(chǔ)量豐富，與其它流化床氣化爐類化爐床內(nèi)流化質(zhì)量?？諝庀禂?shù)及汽煤比的影響從本質(zhì)上看是似，噴動(dòng)流化床氣化爐碳轉(zhuǎn)化率較低，而采用部分通過改變氣化反應(yīng)溫度來實(shí)現(xiàn)的，對(duì)于-一個(gè)特定的流化床氣氣化-半焦燃燒的方式正好彌補(bǔ)該缺陷。此前我們研化工藝，空氣系數(shù)及汽煤比均存在一個(gè)適宜的操作區(qū)域。究了氣化劑預(yù)熱溫度對(duì)煤部分特性的影響，研究結(jié)關(guān)鍵詞:熱能動(dòng)力工程;高溫氣化劑;煤氣化;噴動(dòng)流化床;果表明，氣化劑預(yù)熱溫度從300"C提高到700C后，工藝參數(shù):加壓煤氣熱值提高幅度達(dá)23%10]。由于目前對(duì)高溫氣化基金項(xiàng)目:國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃(2005CB221202)。劑煤氣化研究甚少，在高溫氣化劑條件下氣化工藝Project Subsidized by the Special Funds for Major State Basic Research參數(shù)(如氣化溫度、壓力、空氣系數(shù)及汽煤比等)匹Projcts of China (2005CB221202).第23期肖睿等:高溫氣化劑加壓噴動(dòng)流化床煤氣化試驗(yàn)研究101配與優(yōu)化尚不清楚，基于此，本研究采用700°C的生成，溫度較高時(shí)甲烷濃度下降主要是由于生成的高溫空氣/蒸汽作為氣化劑對(duì)煤流化床氣化工藝特甲烷在高溫下分解所致。氣化溫度較低時(shí)，雖然對(duì)性進(jìn)行研究，旨在通過對(duì)高溫氣化劑下氣化工藝參甲烷的生成有利，但焦炭與氣化劑的氣化反應(yīng)變慢，數(shù)與煤氣化行為關(guān)系的研究，掌握該新工藝優(yōu)化運(yùn)尤其是焦炭與CO2發(fā)生的非均相反應(yīng)是強(qiáng)吸熱反行區(qū)間，為較大規(guī)模氣化裝置的設(shè)計(jì)與運(yùn)行提供指應(yīng)，溫度愈高，愈利于反應(yīng)的進(jìn)行，此外，高溫也導(dǎo)。利于水煤氣反應(yīng)的進(jìn)行，因此隨著氣化溫度的升高煤氣中CO濃度增加。同時(shí)，溫度上升，蒸汽分解2試驗(yàn)部分率也隨之增加，H2濃度也有所增加。氣化溫度的增試驗(yàn)在一臺(tái)內(nèi)徑為80mm,高4200mm的加壓加是以增大入爐空氣量，增加爐內(nèi)燃燒反應(yīng)程度獲噴動(dòng)流化床裝置上進(jìn)行，試驗(yàn)用煤為徐州煙煤，試得的，繼續(xù)提高床溫后H2濃度降低也與燃燒反應(yīng)程驗(yàn)裝置、試驗(yàn)用煤的煤質(zhì)特性、試驗(yàn)過程和測(cè)試方度加大有關(guān)，即部分生成的H2與增加的空氣中的氧法參見文獻(xiàn)[10]。試驗(yàn)主要工況參數(shù)運(yùn)行區(qū)間如表1氣發(fā)生燃燒反應(yīng)消耗了H2。圖中還顯示，溫度對(duì)所示。需要說明的是，在煤部分氣化過程中，由于CO2濃度影響不大，按理，空氣量增加會(huì)導(dǎo)致生成流化床氣化產(chǎn)生的焦油量很少，煤中碳將全部轉(zhuǎn)移CO2 增加，但高溫下焦炭與CO2反應(yīng)激增，消耗了到煤氣和殘余半焦中，如CO、CO2, CH4和半劁(包部分CO2。括底渣和飛灰)中固定碳，如忽略測(cè)量誤差，在氣化圖2表示氣化溫度對(duì)煤氣熱值的影響。很明顯，過程中碳始終是平衡的。如不注明，分析基準(zhǔn)為干對(duì)于煤氣熱值來說，氣化溫度有一個(gè)最佳區(qū)域，氣基，煤氣熱值為高位熱值。煤氣的高、低位熱值、化溫度最高點(diǎn)并不對(duì)應(yīng)煤氣熱值的最高點(diǎn)，煤氣熱干煤氣產(chǎn)率和碳轉(zhuǎn)化率可由公式計(jì)算得到"。值最高點(diǎn)在940°C 附近。此后盡管氣化溫度增加，煤氣中CO濃度繼續(xù)增加，但對(duì)煤氣熱值影響最大表1試驗(yàn)主要工況參數(shù)范圍Tab.1 Range of main operatiog parameters in the的甲烷濃度卻在下降，加上H2濃度也在下降，造成experiments煤氣熱值的降低。如果從熱量平衡的角度上分析，參數(shù)氣化溫度氣化壓力 加媒量 空氣量 蒸汽量氣化溫度增加，煤氣帶走的顯熱和爐體散熱量也相CMPa_kgh'mhl kgh'應(yīng)增加，因此要適當(dāng)增加爐內(nèi)的燃燒程度以維持系數(shù)值870-1030 0.1-0.5 5~12 8~321~5統(tǒng)的熱量平衡，但增大到- -定程度會(huì)造成爐內(nèi)氣化3結(jié)果分析與討論程度的下降，煤氣熱值也降低。3.1氣化溫度的影響在流化床氣化溫度范圍內(nèi)，氣化反應(yīng)屬于反應(yīng)CO2to控制區(qū)，房倚天等2研究表明，氣化層溫度提高P=0.3MPa;空氣系數(shù)=0.34 -0.4220C~30C，氣化反應(yīng)速率相應(yīng)提高1倍左右，因燒氣化劑預(yù)熱溫度700C，汽煤比=0.42; H=300mm;此，氣化溫度對(duì)氣化過程的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)有決定性的影響。在保持氣化爐壓力、給煤量、蒸汽量、空氣/880r9601000圖1 氣化溫度對(duì)蝶氣成分的影響蒸汽預(yù)熱溫度和靜止床層高度基本穩(wěn)定的條件下，F(xiàn)ig.1 Effet of temperature on gas composition僅改變空氣量進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)中空氣系數(shù)(ER)在44000.34-0.42范圍內(nèi)變化，考察氣化溫度對(duì)煤氣成分的影響，如圖1所示。由于空氣系數(shù)直接影響爐內(nèi)燃4200燒程度，進(jìn)而使氣化溫度發(fā)生改變。從圖中可以看oo出，氣化溫度對(duì)煤氣成分的影響最主要表明在2個(gè)p=0.3MPa;空氣系數(shù)034-0.424氣化劑預(yù)熱溫度700C;方面:煤氣中甲烷隨溫度的增加下降明顯，由880C3800汽煤比=0.42: H- 30m時(shí)的2.8%下降到991C的1.4%;相反CO濃度由8092060”T/C880'C時(shí)的8.3%增加到991C的13.8%。在氣化爐壓圖2氣化溫度對(duì)煤氣熱值的影響力不高時(shí)，流化床煤氣化中甲烷主要由煤中揮發(fā)分Fig.2 Effect of temperature on gas heating value102中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)第25卷圖3表示氣化溫度對(duì)碳轉(zhuǎn)化率的影響。圖中表內(nèi)，反應(yīng)達(dá)不到平衡狀態(tài)，因此反應(yīng)速率愈快，進(jìn)明，碳轉(zhuǎn)化率隨氣化層溫度的提高持續(xù)增加，由行反應(yīng)的時(shí)間愈長(zhǎng)，則愈接近平衡狀態(tài)。在加壓下，880'C的60%增加到991C的85%。提高氣化溫度不由于氣泡變小，氣固接觸變好，氣體在氣化區(qū)停留僅提高了氣化反應(yīng)速率，加快了碳與氣化劑的氣化時(shí)間增長(zhǎng)，這就相應(yīng)延長(zhǎng)了氣化反應(yīng)的時(shí)間，有利反應(yīng)，而且氣化溫度的增加是依靠氣化劑中空氣量于氣化反應(yīng)和蒸汽的分解。另-方面，壓力增大，增加使?fàn)t內(nèi)燃燒程度增加的，這兩者都會(huì)使碳轉(zhuǎn)化反應(yīng)物濃度增大，進(jìn)而使氣化反應(yīng)速率增加，也有率提高。利于煤氣質(zhì)量的改善。此外，壓力對(duì)煤氣質(zhì)量的改總體上看，氣化溫度對(duì)流化床煤氣化反應(yīng)十分善主要發(fā)生低壓區(qū)，壓力繼續(xù)增加，則變化趨于平重要，提高氣化溫度對(duì)碳轉(zhuǎn)化率有好處，但對(duì)于煤緩，此時(shí)壓力對(duì)煤氣化的主要作用表現(xiàn)在提高氣化氣熱值，有一一個(gè)最佳的區(qū)間。最適宜的氣化溫度應(yīng)強(qiáng)度、增加生產(chǎn)能力和使裝置緊湊等方面。從甲烷根據(jù)煤的性質(zhì)，如灰熔點(diǎn)和活性來決定，- -般來講，化反應(yīng)的角度來看，加壓有利于甲烷的生成，但試為確保床內(nèi)不結(jié)焦，氣化溫度應(yīng)低于灰熔點(diǎn)一段距驗(yàn)數(shù)據(jù):顯示煤氣中甲烷濃度與壓力的關(guān)系不大，這離，對(duì)于活性好的煤，可適當(dāng)降低氣化溫度，尤其是因?yàn)樵跉饣癄t壓力較低時(shí)，真正由甲烷化反應(yīng)生對(duì)生產(chǎn)燃料氣而言，溫度較低，有利于甲烷的生成，成的甲烷極少，絕大多數(shù)甲烷來自煤中的揮發(fā)分，煤氣熱值較高。而壓力對(duì)揮發(fā)分的析出是不利的141。圖5為壓力對(duì)煤氣熱值的影響。由于加壓后爐內(nèi)流動(dòng)狀況改善，氣固接觸變好，易于氣化反應(yīng)，煤氣熱值相應(yīng)提高，在壓力從0.1MPa增加到0.3MPa尤為顯著，由3743kJ/m3增加到4443kJ/m',增P=0.3MPa;空氣系數(shù)-0.34-0421加幅度達(dá)18.7%。0.3 MPa以上熱值變化不大，煤氣氣化劑預(yù)熱溫度700C160-汽煤比-0).42; H=300mm;熱值僅由4443kJ/m'微增至4495kJ/m'。880920r1000圖3氣化溫度對(duì)碳轉(zhuǎn)化率的影響7CoFig3 Eftect of temperature on carbon conversion源10]氣化溫度940C;空氣系數(shù)=036;氣化劑預(yù)熱溫度700T3.2氣化爐壓力的影響6汽煤比90.42: H=300mm:在進(jìn)行變壓力工況試驗(yàn)時(shí)，盡量保持氣化劑預(yù)CH熱溫度、氣化層溫度和靜止床高，由于氣化層溫度基本不變，因此空氣系數(shù)和汽煤比也在試驗(yàn)過程中壓力MPa圖4壓力對(duì)煤氣成分的影響盡可能控制在很小的范圍內(nèi)波動(dòng)(在實(shí)際操作中很Fig.4 Erfect of pressure on gas composition難做到絕對(duì)不變)。圖4是在上述試驗(yàn)條件下，氣化4500爐壓力從常壓到0.5MPa變化時(shí)，煤氣成分的變化4300-曲線。圖中表明，氣化爐壓力從0.1MPa增加到0.5運(yùn)4100MPa時(shí)，CO濃度增長(zhǎng)幅度最大，由9.7%增 加到起4氣化溫度940C;空氣系數(shù)<0.36;12.7%; H2濃度在0.3MPa時(shí)最大，為15.2%，然后類3900氣化劑預(yù)熱溫度700;汽媒比-0.42; H=300mm;下降到0.5 MPa時(shí)的14.4%;甲烷濃度基本保持不3700-變，在2.4%~-2.5%范圍內(nèi)波動(dòng); CO2濃度略有下降。0.102 030.4 0.5壓力/MPa氣化爐加壓后煤氣質(zhì)量的提高主要原因應(yīng)是氣化爐圈5壓力對(duì)煤氣熱值的影響內(nèi)部壓力增加后引起了床內(nèi)流體動(dòng)力學(xué)工況的重大Fig.5 Efeet of pressure on gas heating value變化，加壓流化床冷態(tài)試驗(yàn)研究結(jié)果表明，加壓流不同壓力下碳轉(zhuǎn)化率如圖6所示。圖中顯示，化床運(yùn)行平穩(wěn)，流化較均勻，氣泡小、形狀扁平且壓力對(duì)碳轉(zhuǎn)化率的提高幅度在升壓初期非常明顯，分布均勻，顆粒往復(fù)運(yùn)動(dòng)均勻，具有明顯的上部界碳轉(zhuǎn)化率由常壓的64%增加到0.3MPa時(shí)的78%，限3)。如果僅從化學(xué)反應(yīng)平衡的角度來看，壓力對(duì)再繼續(xù)增加壓力，碳轉(zhuǎn)化率增加幅度很小，在氣化反應(yīng)是不利的，但在實(shí)際運(yùn)行的流化床氣化爐0.5MPa為80%。系統(tǒng)加壓后,床內(nèi)流化狀態(tài)得到改第23期肖睿等:高溫氣化劑加壓 噴動(dòng)流化床煤氣化試驗(yàn)研究103善，一方面氣化反應(yīng)得以更深入地進(jìn)行，另一方面持續(xù)降低另一方面的原因是甲烷自身分解所致。顆粒的揚(yáng)析量也大為減少，以上2種因素造成加壓圖8給出了汽煤比對(duì)煤氣成分的影響。圖中表后飛灰含碳量大大降低，由常壓的73%減少到0.3明，在其它條件不變時(shí)，蒸汽量的變化將大大改變MPa時(shí)的41%， 同時(shí)飛灰量也降低。陳寒石等I'S1煤氣中各組分的含量。首先是對(duì)H2濃度的影響，在報(bào)導(dǎo)了將灰熔聚流化床壓力從0.8MPa 增加到一定的范圍內(nèi),提高入爐蒸汽量可使煤氣中H2濃度1.5MPa時(shí)，碳轉(zhuǎn)化率大幅由60%提高到90%，文由11.8%上升至15.8%。 因?yàn)檎羝吭黾樱欣谡轮袥]有給出在壓力增加時(shí)，其它參數(shù)如溫度等是氣化反應(yīng)中生成 H2的氣固水煤氣反應(yīng)和水汽轉(zhuǎn)換否發(fā)生了改變，盡管如此，這也說明加壓對(duì)碳轉(zhuǎn)化反應(yīng)的進(jìn)行。但加入的蒸汽過量，會(huì)造成未分解的率提高是有效的。彭萬旺等"]對(duì)蔚縣煤進(jìn)行了不同蒸汽帶出氣化爐的顯熱增加，造成氣化溫度下降，壓力下的空氣/蒸汽流化床氣化，結(jié)果表明壓力從當(dāng)氣化溫度下降到一定程度后,會(huì)影響到氣化反應(yīng)，0.5MPa增加到2.0MPa,碳轉(zhuǎn)化率從76%小幅增加導(dǎo)致煤氣中H2濃度反而下降。對(duì)于CO,因?yàn)镃O到81%。對(duì)氣化溫度非常敏感，氣化溫度越高，Co濃度越82高，在其它條件不變情況下，蒸汽量增加后氣化溫度是下降的，因此CO濃度由13%下降到7.8%。甲烷濃度隨汽煤比的增加而增加可能由以下2方面的嘉70因素造成，- 方面是氣化溫度的下降，造成由揮發(fā)氣化福度940C;空氣系數(shù)=036;分生成的甲烷熱分解減少，另一方面，氣化爐內(nèi)H266氣化劑頂熱溫度700C1汽煤比二1.42: H=300mm;濃度的增加對(duì)甲烷化反應(yīng)有利，盡管上述反應(yīng)在沒620.T0.2.03040.5有催化劑的情況下反應(yīng)較慢。干煤氣中CO2濃度增壓力MPa加是由于CO和H2濃度的下降引起其濃度的相對(duì)上圖6壓力對(duì)碳轉(zhuǎn)化率的影響升。Fig 6 Effect of pressure on carbon conversion3.3空氣系數(shù)和汽煤比的影響在考察空氣系數(shù)對(duì)煤氣化反應(yīng)特性影響時(shí)，維持氣化爐壓力、蒸汽量、給煤量和靜止床高不變，r cop=0.3MPa;汽爆比∞0.42;僅改變?nèi)霠t空氣量，這樣氣化時(shí)汽煤比、壓力和靜氣化劑預(yù)熱溫度700C;H=300mm;止床高是不變的;相應(yīng)地，研究汽煤比影響，則只CHL改變?nèi)霠t蒸汽量，氣化爐壓力、空氣量、給煤量和0.25 0.30 035 0.40 0.45 0.50靜止床高不變?？諝庀禂?shù)空氣系數(shù)對(duì)煤氣成分的影響如圖7所示。改變圉7空氣系數(shù)對(duì)煤氣成分的影響空氣系數(shù)會(huì)影響到氣化溫度，空氣系數(shù)增加將導(dǎo)致Fig.7 Effect of ER on gas compositionH2氣化溫度的上升?？諝庀禂?shù)較低時(shí)，雖然爐內(nèi)還原4K:Co2氣氛濃，即爐內(nèi)碳含量高，此時(shí)氣化溫度較低，氣化反應(yīng)進(jìn)行得不徹底，煤氣中CO和H2濃度較低，P=0.3MPa; 空氣系數(shù)=036;而主要由煤中揮發(fā)分生成的甲烷濃度較高。隨著空氣化劑預(yù)熱溢度700C:6 H=300mm;氣系數(shù)增加，爐內(nèi)燃燒反應(yīng)程度增加，氣化溫度顯著提高。氣化溫度提高有利于CO2還原反應(yīng)和水蒸0.20.40.0.8汽煤比汽分解反應(yīng)的進(jìn)行，因此煤氣成分中CO和H2濃度圖8汽煤比對(duì)煤氣成分的影響增加，分別由9.4%和12.2%增大到12.5%和15.2%。Fig.8 Effect of stean/coal on gas composition繼續(xù)增加空氣系數(shù)至0.48，燃燒區(qū)會(huì)向上延伸，則圖9和圖10表示了空氣系數(shù)與汽煤比對(duì)煤氣過量的空氣與煤氣中的可燃成分CO、H2及甲烷發(fā)熱值的影響。從兩圖很明顯地看到，空氣系數(shù)和汽生燃燒反應(yīng)，導(dǎo)致CO、H2 及甲烷濃度都降低，分煤比均存在著適宜的區(qū)域，在此區(qū)域內(nèi)運(yùn)行，煤氣別下降至11.2%、13.4%和1.6%，而CO2濃度增加，熱值較高。空氣系數(shù)過低，則氣化溫度低，過高則由13.1%升至 14.3%。甲烷濃度隨空氣系數(shù)增加而會(huì)引起過量的空氣與煤氣中可燃成分再次燃燒，都中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)第25卷對(duì)提高煤氣的熱值不利:蒸汽加入量也一樣，在保90證一定的氣化溫度前提下，適量增加蒸汽量可增加80產(chǎn)物中H2和甲烷的濃度,改善煤氣質(zhì)量,提高煤氣熱值，但過量的蒸汽加入后，不僅造成蒸汽分解率降低，而且會(huì)造成氣化溫度下降，影響到氣化反應(yīng)P=0.3MPu;汽煤比-0.42:氣化劑預(yù)熱溫度700C:的進(jìn)行。在本試驗(yàn)煤種和工況下，優(yōu)化的空氣系數(shù)H=300mum;).25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50為0.35~0.4，汽煤比為0.4~0.5?？諝庀禂?shù)空氣系數(shù)和汽煤比對(duì)碳轉(zhuǎn)化率的影響示于圖圖11空氣系數(shù)對(duì)碳轉(zhuǎn)化率的影響11和圖12。兩圖顯示，空氣系數(shù)和汽煤比對(duì)碳轉(zhuǎn)化Fig. 11 Eftect of ER on carbon conversion率影響完全不同，空氣系數(shù)增加，碳轉(zhuǎn)化率從50%左右迅速增加到接近90%,在空氣系數(shù)達(dá)到0.4后，增長(zhǎng)幅度減緩;相反，蒸汽量增加后，碳轉(zhuǎn)化率除初始段略有上升外，其余均直線下降，由78%降低。Prz0.3MPa; 空氣系數(shù)=0.36;到65%。在給煤量不變時(shí)，空氣系數(shù)增加意味著進(jìn)氣化劑預(yù)熱溫度700C，入氣化爐空氣量的增加，增加的空氣將與煤發(fā)生燃641 H-00mm0.40.60.8燒反應(yīng)，提高爐內(nèi)燃燒反應(yīng)速率和氣化反應(yīng)速率，汽煤比圖12汽煤比對(duì)碳轉(zhuǎn)化率的影響而且燃燒反應(yīng)速率提高得非?？欤叱鰵饣磻?yīng)速Fig. 12 Efect of steam/coal on carbon conversion率幾個(gè)數(shù)量級(jí)，氣化爐燃燒反應(yīng)使煤中碳迅速轉(zhuǎn)化4結(jié)論成CO2,同時(shí)，燃燒反應(yīng)的加速提升了氣化爐的溫度，對(duì)碳與氣化劑的氣化反應(yīng)也是有利的，這2方(1)氣化溫度對(duì)氣化主要指標(biāo)影響明顯，在其面的因素造成了碳轉(zhuǎn)化率的迅速增加。蒸汽的作用它條件基本不變時(shí)，通過改變空氣系數(shù)提高氣化溫則相反，蒸汽量增加后，氣化反應(yīng)增加，而氣化反度，煤氣成分中H2和Co濃度增加，其中CO濃度應(yīng)是吸熱的，造成了氣化爐溫度下降，如果蒸汽過增長(zhǎng)較快，甲烷含量由于受熱分解而降低;碳轉(zhuǎn)化量后，蒸汽帶走大量的顯熱，使氣化爐溫度繼續(xù)下率由880"C時(shí)的60%增加到991C的85%;煤氣熱降，將直接影響到氣化反應(yīng)，使碳轉(zhuǎn)化率降低。值在940C左右達(dá)到最大:以上變化的主要原因是氣化溫度提高后，氣化反應(yīng)速率加快，因此氣化反應(yīng)中，在低于灰熔點(diǎn)的前提下，盡可能提高氣化溫4300度。@ 4100-(2)加壓效果的主要體現(xiàn)在改善反應(yīng)器內(nèi)氣固類3900-/ P=0.3MPa; 汽煤比-0.42;流化的質(zhì)量和反應(yīng)物濃度增加二方面，從而影響煤H= 30m;氣化反應(yīng)，尤其在0.3MPa前，效果尤為明顯，加370.25.30 0.35 0.40 0.45 0.50壓后，床內(nèi)氣泡變小，分布均勻化，氣化劑在床內(nèi)圖9空氣系數(shù)對(duì)煤氣熱值的影響停留時(shí)間加長(zhǎng)，并且反應(yīng)物濃度增加后反應(yīng)速率加Fig.9 Effect of ER on gas heating value快，這些均造成煤氣品質(zhì)的改善。但在試驗(yàn)壓力范圍內(nèi)(低壓)，甲烷濃度變化并不明顯。(3)對(duì)于高溫空氣蒸汽流化床氣化反應(yīng)體系，空氣系數(shù)和汽煤比對(duì)氣化指標(biāo)的影響本質(zhì)上是通過改變氣化層溫度來實(shí)現(xiàn)。在較高的空氣系數(shù)下，氣4100化爐反應(yīng)溫度明顯提高，有利于氣化反應(yīng)的進(jìn)行，P=0.3MPa; 空氣系數(shù)-0.36;氣化制預(yù)酒度700-050但如果空氣系數(shù)過高，爐內(nèi)燃燒份額增加，煤氣可3900|0.2.4汽煤比0.6燃組分減少，熱值下降;適當(dāng)增大汽煤比，對(duì)煤氣圖10汽煤比對(duì)煤氣熱值的影響中H2和甲烷的含量提高有利，但進(jìn)一-步增 加汽煤Fig 10 Effet of steam /coal on gas heating value比，會(huì)造成床溫下降，CO濃度和碳轉(zhuǎn)化率急劇下