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高灰熔点煤的气流床气化固态排渣技术研究

作　者: 朱春鹏
导　师: 李穏宏
学　校: 西北大学
专　业: 化学工程
关键词: 高灰熔点煤 气流床气化 固态排渣
分类号: TQ546
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


我国的煤炭资源中高灰熔点煤炭居多,传统利用方式效率低且易产生环境污染,为此人们在不断开发新的利用技术。湿法气流床煤气化技术是目前国内应用较多的煤加工利用技术,但常规采取液态排渣的方式不适宜高灰熔点煤炭的加工利用。采用降低气化温度的方法使残渣以非熔融状态即固态排渣的方式或利用湿法气流床气化技术完成高灰熔点煤的气化转化方式,可实现高灰熔点煤质资源的高效、清洁利用目的。本论文选取两种国内具有代表性的高灰熔点煤—贵州煤和安徽煤。其中,贵州煤灰份略低,制浆浓度为69%,安徽煤灰份略高,制浆浓度可达71%,两者成浆性能均符合湿法气流床气化要求。实验中首先以贵州煤为原料,采用固态排渣气流床气化技术进行气化小试研究,结果表明：在气化温度1300～1400℃,气化主要技术指标为：有效气(CO+H2)含量：81.2～82.4vol%,碳转化率：95～97%,氧耗：385-392Nm3/KNm3CO+H2,煤耗：592～596kg/KNm3CO+H2,冷煤气效率：>70%,产气率：>2.0Nm3/kg干煤。在小试基础上,分别以贵州煤和安徽煤为原料又进行了中试研究,实验前重点对国内某小型湿法气流床煤气化生产装置进行了改造,调整了其原料磨制工段磨料规格,优化了喷嘴、气化炉等关键设备中的结构。采用贵州煤为原料进行中试试验研究表明,适宜的气化温度为1300～1350℃,此时气化主要技术指标为：有效气(CO+H2)含量为81～82%vol%,碳转化率95%～97%,氧耗为380～400Nm3/KNm3CO+H2,煤耗：590～600kg/KNm3CO+H2,冷煤气效率为>70%,产气率：>2.0Nm3/kg干煤,排放粗渣中碳含量在10%以下。中试试验气化指标和小试试验的相比略有降低,主要原因是因为中试研究中的不易制的高浓度的煤浆。由于中试试验选取合适的气化温度,在同等煤浆浓度的情况下,气化指标要优于小试试验。同时,中试试验还探索性的对煤质较差的高灰熔点的安徽煤进行中试试验,试验研究表明：安徽煤的固态排渣气化指标要优于模拟计算出的液态排渣气化指标,进一步说明了采用固态排渣湿法气流床气化技术是可以转化利用高灰熔点煤的。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章 综述  8-22
  1.1 选题背景  8-10
  1.2 气流床煤气化技术  10-12
    1.2.1 技术简介  10-11
    1.2.2 技术过程描述  11-12
  1.3 我国煤炭资源的灰熔特性  12-17
    1.3.1 我国褐煤灰渣特性  13
    1.3.2 我国烟煤灰渣特性  13-14
    1.3.3 我国无烟煤灰渣特性  14-17
  1.4 高灰熔点煤的气流床气化利用研究现状  17-19
    1.4.1 国外高灰熔点煤气流床气化技术现状  17-18
    1.4.2 国内高灰熔点煤气流床气化技术现状  18-19
  1.5 研究目的及内容  19-22
    1.5.1 研究目的及意义  19-21
    1.5.2 研究内容  21-22
第二章 实验基础  22-30
  2.1 原料分析及评价  22-24
    2.1.1 原料来源  22
    2.1.2 原料分析  22-24
  2.2 实验室成浆性能试验  24-26
    2.2.1 空白样成浆性能试验  24-25
    2.2.2 添加剂的筛选试验  25
    2.2.3 添加剂加入量的筛选试验  25-26
  2.3 添加剂对料浆成浆性能的影响  26-28
  2.4 气化性能评价  28
  2.5 气化条件拟定  28
  2.6 小结  28-30
第三章 气流床固态排渣小试研究  30-36
  3.1 小试装置的流程及说明  30-31
    3.1.1 小试装置流程图  30
    3.1.2 小试装置工艺过程描述  30-31
  3.2 试烧过程  31-32
  3.3 高温气化条件下煤灰积灰结渣特性实验研究  32-35
    3.3.1 气化温度对灰渣变形的影响  32-33
    3.3.2 气化温度对冷煤气效率的影响  33
    3.3.3 氧/煤比对气化炉气体组成/冷煤气效率的影响  33-35
    3.3.4 不同运行时刻气化炉不同部位的温度分布状况  35
  3.4 小结  35-36
第四章 气流床固态排渣试验研究  36-47
  4.1 试验装置的流程及说明  36-37
    4.1.1 中试装置流程图  36
    4.1.2 中试装置工艺过程描述  36-37
  4.2 试验装置概况及完善改造  37-42
    4.2.1 原装置中相关工艺参数重新设定  37-38
    4.2.2 设备改造  38-42
  4.3 试烧过程  42-43
    4.3.1 贵州煤试烧主要工艺参数  42
    4.3.2 试烧气化指标及分析  42-43
  4.4 安徽煤的试验研究  43-45
    4.4.1 煤样B的试烧试验  43-45
    4.4.2 煤样B的固态排渣与液态排渣气化指标对比  45
  4.5 设备改造后的运行效果  45-46
  4.6 小结  46-47
第五章 结论及展望  47-49
  5.1 结论  47-48
  5.2 工作展望  48-49
参考文献  49-50
致谢  50

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 煤炭气化工业 > 气化工艺
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