第47卷第2期鍋爐技術(shù)Vol. 47, No. 22016年3月BOILER TECHNOLOGYMar.,2016合成氣中CO2含量與水煤漿氣化溫度關(guān)系研究趙軍,余岳峰(上海交通大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院,上海200240)摘要:為了研究合成氣中CO2含量與氣化爐溫度的關(guān)系,將氣化爐分為3個(gè)區(qū)域:水分蒸發(fā)及揮發(fā)分熱解區(qū)、燃燒區(qū)及氣化區(qū)。水煤漿和氧氣相繼經(jīng)過這3個(gè)區(qū)域發(fā)生一系列物理、化學(xué)反應(yīng)最終生成合成氣。建立計(jì)算模型得到整個(gè)氣化過程反應(yīng)放熱Q與合成氣中CO2的關(guān)系。結(jié)論表明:合成氣中CO2含量越多,氣化爐溫度越髙;增大氧煤比,可使氣化爐溫度升髙;較粗的煤粉,可使氣化爐溫度高。因此合成氣CO2含量可作為判斷爐溫的依據(jù),氧煤比和煤粉細(xì)度可以作為調(diào)節(jié)爐溫的手段。關(guān)鍵詞:氣化爐;溫度測(cè)量;CO2含量;氧煤比中圖分類號(hào):TQ54文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1672-4763(2016)02-0017-040前言水煤漿和氧氣經(jīng)過噴嘴進(jìn)入氣化爐時(shí),高速噴人的氧氣使水煤漿破碎、霧化。由于氣化爐內(nèi)氣化爐溫度測(cè)量一直是氣化爐的安全穩(wěn)定耐火襯里高溫輻射使得霧化的水煤漿和氧氣迅運(yùn)行的關(guān)鍵,但是傳統(tǒng)的溫度直接測(cè)量成本過速蒸發(fā)、熱解、再經(jīng)過燃燒和氣化,最終生成了合高,有學(xué)者提出了采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)軟測(cè)量法2,這成氣。合成氣主要成分為H2、CO、CO2、H2O,與種軟測(cè)量是通過選取氧煤比、氣化壓力、水煤漿熔渣進(jìn)入急冷室冷卻。冷卻后的合成氣進(jìn)入煤流量及溫度等多種參數(shù)作為變量,通過大量實(shí)驗(yàn)氣冷卻和凈化裝置數(shù)據(jù)來訓(xùn)練出爐溫與這些變量的關(guān)系。但是這因此,也可以把水煤漿氣化概括為3個(gè)階種方法對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)要求極為苛刻,且得出的關(guān)系段,即水分蒸發(fā)及煤的熱解,碳的燃燒和揮發(fā)分式缺乏理論支撐,也有的學(xué)者提出通過合成氣中的燃燒煤的氣化,3個(gè)階段相繼進(jìn)行的CH含量來預(yù)測(cè)氣化溫度,但是工業(yè)生產(chǎn)實(shí)2水煤漿氣化模型踐表明,煤氣化中不能以CH為標(biāo)準(zhǔn)控制氣化爐溫,因?yàn)镃H4變化非敏感,即使很小的氣化溫度水煤漿氣化主要分為3個(gè)階段,依據(jù)不同階變化也會(huì)引起CH大幅度變化。筆者認(rèn)為水段,可以將氣化爐分為3個(gè)區(qū)域分別為:水分的煤漿和氧氣在進(jìn)入氣化爐后經(jīng)過一系列物理、化蒸發(fā)及揮發(fā)分的熱解區(qū)域、揮發(fā)分燃燒及碳的燃學(xué)反應(yīng)通過建立方程組求解出每種反應(yīng)的反應(yīng)燒區(qū)域及氣化產(chǎn)生合成氣區(qū)域。量繼而得出氣化爐中總反應(yīng)熱變化,以反應(yīng)放熱水煤漿、氧氣量作為溫度變化的標(biāo)準(zhǔn),反應(yīng)放熱增加,其爐溫上升。因此,作出反應(yīng)熱與出口合成氣中CO2含水分蒸發(fā)及揮發(fā)分熱解區(qū)量的關(guān)系對(duì)預(yù)測(cè)鍋爐溫度具有重要意義。1水煤漿氣化原理及過程氣化區(qū)水煤漿氣化爐是氣流床氣化爐的一種,它把水煤漿和純氧一起經(jīng)噴嘴噴入氣化,具體工作過合成氣程如下:中國(guó)煤化工CNMHG收稿日期:2015-12-10作者簡(jiǎn)介:趙軍(1990-),男,碩士生,主要從事氣流床氣化技術(shù)方面的研究鍋爐技術(shù)第47卷2.1水分蒸發(fā)及揮發(fā)分熱解區(qū)響,其取值介于1和2之間。文獻(xiàn)[冂]給出了一種熱解的過程相對(duì)氣化時(shí)間很短,可以視為瞬反應(yīng)機(jī)理常數(shù)φ的確定方法:間完成。清華大學(xué)釗麗提出一種熱解模型,認(rèn)d=(2z+2)/(z+2)d≤0.005cm為熱解產(chǎn)物為固定碳,CO,H2、CH4、N2、H2S并2x+2。。(100d-0.05)假定10%的以水分釋放。根據(jù)假設(shè)及煤的干燥z+2無灰基分析結(jié)果建立一個(gè)七元一次的方程組,可0.005cm≤d≤0.1cm表示為:中=1.00.1mm