煤氣化系統(tǒng)中氯元素的遷移特性研究

【摘要】：煤的組分非常復(fù)雜,煤氣化過程中氯元素的遷移特性還沒有統(tǒng)一規(guī)律,只能通過煤種和氣化工藝結(jié)合進(jìn)行具體分析。為了弄清氣化系統(tǒng)中氯元素是如何分布的,本文研究了煤氣化系統(tǒng)中氯元素的遷移特性,通過實驗、工廠取樣分析、熱力學(xué)計算和系統(tǒng)模擬等研究了煤氣化過程中氯元素的釋放及分布特性。 在固定床上對內(nèi)蒙古煤進(jìn)行氣化實驗,研究了氯元素在氣化過程中的釋放特性。結(jié)果表明：該煤中大部分的氯元素在熱解過程中釋放出去,在氣化過程中只有少量釋放出去；當(dāng)進(jìn)料中添加氧化鈣后,進(jìn)行相同的實驗,發(fā)現(xiàn)氧化鈣可固定氯元素；用熱力學(xué)分析的方法也得出了氧化鈣對合成氣中的氯化物(主要是HCl氣體)有較好的吸附作用。 對采用神府煤的氣流床水煤漿氣化裝置和以采用安徽煤的氣流床粉煤氣化裝置進(jìn)行取樣分析,研究了兩種系統(tǒng)中的氯元素分布特性,以及影響氯元素分布的因素。結(jié)果表明：在采用神府煤的氣流床水煤漿氣化系統(tǒng)中,氯主要集中于廢水中,粗渣和細(xì)渣中占有小部分；在采用安徽煤的氣流床粉煤氣化系統(tǒng)中,氯主要分布于廢水、粗渣、飛灰中,細(xì)渣中只有小部分,出氣化界區(qū)的氣相中氯含量很少,并且發(fā)現(xiàn)鈉鉀元素富集于飛灰顆粒上；影響氯元素分布的因素主要有煤種、氯元素的賦存狀態(tài)、氣化進(jìn)料方式、操作溫度、降溫和除灰方式。 對以神府煤為原料的氣流床水煤漿氣化系統(tǒng)中氯的分布情況進(jìn)行分析,計算得出氯元素的氣化轉(zhuǎn)化率,以此為依據(jù),用Aspen Plus軟件搭建氣化系統(tǒng)的電解質(zhì)模型,模擬了整個系統(tǒng)中氯元素的分布情況及氯離子濃度變化情況。結(jié)果表明：模擬計算與取樣分析的結(jié)果基本相同,大部分氯以氯離子形式排出系統(tǒng)；出真空閃蒸器的濃縮黑水中氯離子的濃度最高。 【關(guān)鍵詞】：氣流床氣化系統(tǒng) 氯元素釋放特性 氯元素分布特性 系統(tǒng)模擬
【學(xué)位授予單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TQ546
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-12
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 研究內(nèi)容11-12
• 第2章 文獻(xiàn)綜述12-27
• 2.1 氣流床氣化技術(shù)12-13
• 2.2 煤中氯元素13-17
• 2.2.1 煤中氯元素含量13-14
• 2.2.2 煤中氯元素含量測定方法14-15
• 2.2.3 煤中氯元素的賦存形態(tài)15-16
• 2.2.4 煤中氯元素的揮發(fā)性16-17
• 2.3 煤中氯元素的危害17-22
• 2.3.1 對人體的危害17
• 2.3.2 對氣化裝置的危害17-20
• 2.3.3 氯腐蝕的條件與腐蝕機(jī)理20-21
• 2.3.3.1 氯腐蝕的條件20
• 2.3.3.2 氣體中氯化物的腐蝕機(jī)理20-21
• 2.3.3.3 液體中氯化物腐蝕機(jī)理21
• 2.3.4 避免氯腐蝕的措施21-22
• 2.4 氯元素在煤的熱處理時的釋放過程研究22-26
• 2.4.1 氯元素的釋放過程研究22-23
• 2.4.2 氯元素的釋放過程影響因素研究23-24
• 2.4.3 氯化物的脫除研究24-26
• 2.5 本章小結(jié)26-27
• 第3章 固定床氣化過程中氯元素的釋放特性研究27-38
• 3.1 氯元素含量的測定27-30
• 3.1.1 液體樣品27-28
• 3.1.2 固體樣品28-30
• 3.1.2.1 方法描述28
• 3.1.2.2 測量變量的確定28-30
• 3.2 固定床反應(yīng)裝置及煤質(zhì)數(shù)據(jù)30-33
• 3.2.1 反應(yīng)裝置30-32
• 3.2.2 實驗樣品32
• 3.2.3 實驗方法32-33
• 3.3 實驗結(jié)果與討論33-37
• 3.3.1 熱解和氣化過程中氯元素的轉(zhuǎn)化率33
• 3.3.2 氧化鈣對氯元素釋放的影響33-35
• 3.3.3 氧化鈣對氯化氫吸附作用的熱力學(xué)分析35-37
• 3.3.3.1 熱力學(xué)計算方法35
• 3.3.3.2 計算過程35-37
• 3.4 本章小結(jié)37-38
• 第4章 氣流床氣化系統(tǒng)中氯元素分布特性研究38-53
• 4.1 氣流床氣化系統(tǒng)工藝流程圖及主要運(yùn)行數(shù)據(jù)38-40
• 4.1.1 氣流床氣化系統(tǒng)工藝流程示意圖38-39
• 4.1.2 主要運(yùn)行數(shù)據(jù)39-40
• 4.2 樣品采集及分析40-42
• 4.2.1 樣品采集40
• 4.2.2 煤質(zhì)分析40-41
• 4.2.3 樣品中氯元素含量測定41-42
• 4.3 氣流床水煤漿氣化系統(tǒng)與氣流床粉煤氣化裝置中氯元素分布特性42-44
• 4.3.1 進(jìn)出系統(tǒng)氯元素的物料平衡檢驗42-43
• 4.3.2 氣流床水煤漿氣化系統(tǒng)與氣流床粉煤氣化系統(tǒng)中氯元素分布比較43-44
• 4.4 影響氯元素分布的因素的分析44-50
• 4.4.1 賦存狀態(tài)對氯元素分布的影響44-46
• 4.4.2 溫度、煤種和進(jìn)料方式對氯元素分布的影響46-49
• 4.4.2.1 輸入數(shù)據(jù)46-47
• 4.4.2.2 計算結(jié)果47-49
• 4.4.3 高溫煤氣降溫方式對氯元素分布的影響49-50
• 4.4.4 合成氣的除灰方式對氯元素分布的影響50
• 4.5 氯元素在氣流床氣化系統(tǒng)中的遷移路徑分析50-52
• 4.5.1 氣流床水煤漿氣化系統(tǒng)中氯元素分布情況分析50-51
• 4.5.2 氣流床粉煤氣化系統(tǒng)中氯元素分布情況分析51
• 4.5.3 遷移路徑圖示51-52
• 4.6 本章小結(jié)52-53
• 第5章 氣流床水煤漿氣化系統(tǒng)中氯元素分布模擬53-63
• 5.1 工藝流程圖53-54
• 5.2 氣流床氣化系統(tǒng)流程模擬54-59
• 5.2.1 模擬工況54
• 5.2.2 模塊說明54-55
• 5.2.3 各個單元的流程模擬55-57
• 5.2.4 物性方法模型的選取57-59
• 5.3 氯元素轉(zhuǎn)化率的計算59-60
• 5.4 氯元素分布模擬結(jié)果60-61
• 5.4.1 氯元素分布結(jié)果60-61
• 5.4.2 氯元素濃度在系統(tǒng)中變化趨勢分析61
• 5.5 本章小結(jié)61-63
• 第6章 結(jié)論與展望63-65
• 6.1 課題結(jié)論63
• 6.2 課題展望63-65
• 參考文獻(xiàn)65-69
• 致謝69

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