反應(yīng)條件對(duì)氣流床煤氣化過程及其灰渣特征的影響

【摘要】：煤電仍然將是未來我國(guó)電力的主要來源。隨著環(huán)保要求的提高，需要發(fā)展高效、低污染的綠色潔凈燃煤發(fā)電技術(shù)。IGCC技術(shù)是一種高效低污染的潔凈煤發(fā)電技術(shù)，尤其是和CO2聯(lián)合脫除技術(shù)結(jié)合時(shí)，具有低成本的優(yōu)勢(shì)。氣化爐及配套的廢熱鍋爐是IGCC電站的關(guān)鍵設(shè)備，制造成本高并且在運(yùn)行過程存在很多的問題，因此深入認(rèn)識(shí)氣化過程的關(guān)鍵因素，以及氣化過程中粉煤灰的熔融特性，是提高IGCC電站的可用率和降低其運(yùn)行成本的基礎(chǔ)。 通過分析氣化的原理及氣化過程，對(duì)影響沉降爐氣化性能的主要因素進(jìn)行了理論計(jì)算，了解到煤粉的粒度及給煤量對(duì)氣化效果有重要的影響，確定了實(shí)驗(yàn)臺(tái)的改造方向。對(duì)現(xiàn)有的沉降爐氣化實(shí)驗(yàn)裝置的螺旋給料機(jī)進(jìn)行了改造，以提高微量給粉時(shí)的均勻性和穩(wěn)定性，提出了螺旋給料用于微量給粉的幾個(gè)重要條件，并且進(jìn)一步嘗試了去解決燃燒器的混合問題和氣化劑預(yù)熱問題。 在實(shí)驗(yàn)臺(tái)改造的基礎(chǔ)上，對(duì)氣化實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了調(diào)試。調(diào)試結(jié)果顯示，合成氣中有效氣成分是隨氧煤比的增加呈先增加后減小的趨勢(shì)。通過調(diào)整氧煤比優(yōu)化了氣化效果，并對(duì)氣化實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析。在該試驗(yàn)條件下，該煤種的最佳O/C比在0.93左右。 在優(yōu)化后的條件下進(jìn)行了氣化實(shí)驗(yàn)，并且收集了氣化反應(yīng)行程的灰渣。從制取的渣樣的外觀看來，隨著溫度和氣化反應(yīng)過程的進(jìn)行，渣層外貌有顯著的不同。在1200℃左右有灰渣大面積熔融的現(xiàn)象；高于熔點(diǎn)100℃，熔渣均勻的附于表面，形成致密的渣層。對(duì)灰渣進(jìn)行了SEM和EDS分析，比較了不同溫度對(duì)熔融的影響，了解灰渣成分中對(duì)熔融有影響的關(guān)鍵因素。對(duì)比了不同停留時(shí)間對(duì)灰渣熔融特性的影響。并且將沉降爐氣化的灰渣與還原性氣氛下固定床中制的灰渣進(jìn)行了對(duì)比分析，分析了不同條件下熔融特征的異同。從分析結(jié)果可以看出，沉降爐氣化灰渣的結(jié)構(gòu)主要受熔融作用的影響；而固定床灰渣的結(jié)構(gòu)受壓片時(shí)的孔的結(jié)構(gòu)分布和熔融作用的雙重影響，這與固定床灰渣中顆粒不能流動(dòng)，熔融因素只能影響到單顆粒及其周圍顆粒有關(guān)。 本文利用沉降爐對(duì)粉煤進(jìn)行氣化，為研究氣化熔渣的性質(zhì)提供了一種可行的研究手段，可以用于分析特定煤種的灰渣形成過程，以及分析該煤種在氣化過程中的結(jié)渣傾向。 【關(guān)鍵詞】：粉煤氣化 氧煤比 螺旋給料機(jī) 灰渣熔融性
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TQ546
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-8
• 目錄8-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 本課題研究背景10-15
• 1.1.1 發(fā)展?jié)崈羧济杭夹g(shù)的必要性10-11
• 1.1.2 IGCC技術(shù)特點(diǎn)介紹11-14
• 1.1.3 配套的廢熱鍋爐存在的問題14-15
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀綜述15-17
• 1.3 本課題研究?jī)?nèi)容17-18
• 第2章 氣化實(shí)驗(yàn)臺(tái)的改造18-40
• 2.1 原實(shí)驗(yàn)臺(tái)介紹18-25
• 2.1.1 給粉系統(tǒng)和燃燒器19-20
• 2.1.2 配氣系統(tǒng)20
• 2.1.3 溫控及加熱系統(tǒng)、反應(yīng)器本體20-22
• 2.1.4 取樣系統(tǒng)和排污系統(tǒng)22-23
• 2.1.5 分析系統(tǒng)23-25
• 2.2 粉煤氣化過程及關(guān)鍵影響因素簡(jiǎn)介25-28
• 2.2.1 煤的粒度、揮發(fā)分及活性的影響26
• 2.2.2 水分、灰分的影響26
• 2.2.3 灰熔點(diǎn)與灰組分的影響26-27
• 2.2.4 氧煤比、溫度與蒸汽煤比的影響27
• 2.2.5 壓力的影響27-28
• 2.2.6 流動(dòng)與混合的影響28
• 2.3 氣化實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵反應(yīng)條件的理論計(jì)算28-32
• 2.3.1 改變氧煤比的影響30-31
• 2.3.2 改變粒徑的影響31
• 2.3.3 改變給煤量的影響31-32
• 2.3.4 主要影響因素總結(jié)32
• 2.4 螺旋給料機(jī)微量給粉的改進(jìn)32-38
• 2.4.1 更換彈簧給料桿34-35
• 2.4.2 攪拌電機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)35-36
• 2.4.3 料槽處的振動(dòng)裝置36
• 2.4.4 密封軸承外加冷卻風(fēng)36
• 2.4.5 落料斗與給粉管處的加工精度36-37
• 2.4.6 螺旋微量給料的關(guān)鍵37-38
• 2.5 燃燒器混合問題的調(diào)試38-39
• 2.6 本章小結(jié)39-40
• 第3章 氣化實(shí)驗(yàn)調(diào)試及結(jié)果分析40-52
• 3.1 實(shí)驗(yàn)臺(tái)調(diào)試工作40-45
• 3.1.1 儀器儀表調(diào)試40-42
• 3.1.2 氣密性檢查42-44
• 3.1.3 給料機(jī)標(biāo)定44-45
• 3.2 氣化實(shí)驗(yàn)操作步驟45-49
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備工作45-47
• 3.2.2 開始實(shí)驗(yàn)后的調(diào)試工作47-48
• 3.2.3 實(shí)驗(yàn)后處理過程48
• 3.2.4 氣化實(shí)驗(yàn)過程中一些注意事項(xiàng)48-49
• 3.3 氣化實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析49-51
• 3.4 本章小結(jié)51-52
• 第4章 灰渣熔融性實(shí)驗(yàn)和結(jié)果分析對(duì)比52-73
• 4.1 灰渣熔融性實(shí)驗(yàn)52-53
• 4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析53-72
• 4.2.1 結(jié)渣棒外貌特征53-55
• 4.2.2 結(jié)渣的微觀分析55-72
• 4.3 本章小結(jié)72-73
• 結(jié)論73-75
• 參考文獻(xiàn)75-78
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文78-82
• 致謝82

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造“通吃”型的煤氣發(fā)生爐    本報(bào)記者 馮威力

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煤氣化技術(shù)急需擺脫國(guó)外牽制    三實(shí)

整體技術(shù)水平落后 急需擺脫國(guó)外圖紙牽制    本報(bào)記者　 楊明

警惕淪為國(guó)外煤氣化技術(shù)試驗(yàn)場(chǎng)    張建松 吳復(fù)民

煤氣化技術(shù)重復(fù)引進(jìn)代價(jià)高昂    張建松 吳復(fù)民

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