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贵州高灰熔点煤气化特性研究

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贵州高灰熔点煤气化特性研究第38卷第1期2015年1月煤炭转化C0ALC0NVERSIONVo1.38No.1Jan.2015贵州高灰熔点煤气化特性研究娄彤D张忠孝’周志豪。’摘要选取贵州典型高灰熔点煤种老矿中煤,在柱塞流反应器中进行气化特性研究,在未反应碳缩核模型以及动力一扩散模型两种气化反应动力学模型的基础上,建立了相应的一维柱塞流气化小室模型.结果表明,当反应温度从1200℃上升至1500℃时,COz的体积分数下降约15,CO的体积分数上升约16,H的体积分数上升约2,碳转化率上升约20;在相同温度下,水煤浆浓度增加5,CO的体积分数约增加3,H。的体积分数约增加0.5,碳转化率下降约1.5%,气化模型计算结果与实验结果吻合较好.同时建议在实际气化炉运行过程中,应提高水煤浆浓度,以保证碳转化率同时尽量提高合成气有效成分.关键词高灰熔点煤,气化,动力学模型,柱塞流中图分类号TQ54,TQO180引言煤气化技术作为目前洁净煤技术的重要组成部分,在近年来有着突飞猛进的发展.而气流床气化技术以其高效高容量等优势,成为煤气化的主流技术.气流床气化炉内的反应非常复杂,有学者采用实验的方法探索气流床气化炉内部反应的规律,实验装置一般采用柱塞流反应器_】实验台或者热天平实验台.[3]也有学者采用模拟的方法尝试描述气化行为,模型分为平衡模型。和动力学模型.平衡模型并不能描述整个气化的过程,只能得出气化过程之后的结果,而动力学模型则可描述每个变量在气化过程中的变化.小室模型_8]被证明适用于气流床气化炉的气化过程模拟,其中煤焦异相反应速率一般使用未反应碳缩核模型l8。0]和随机孔模型_2l¨进行计算.传统的气流床气化技术只适用于低灰熔点煤,因此部分文献的研究目标为低灰熔点煤_1],少量文献采用实验的方法来研究高灰熔点煤的气化特性_】,而且并无相对应的模拟结果.本实验在水煤浆常压柱塞流气化反应器中,对我国贵州的典型高灰熔点煤种老矿中煤在固、液态排渣气化温度范围内的气化特性进行了实验研究,考察了气化工艺参数(如气化温度和O与C物质的量比等)对高灰熔点煤气化特性的影响,并根据柱塞流实验台的边界条件,分别基于两种不同的气化反应动力学模型,建立了一维柱塞流反应的气流床气化炉小室模型,以预测高灰熔点煤的气化过程.1实验部分1.1装置及实验方法水煤浆常压柱塞流气化实验系统见图1.该实验系统由

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