双流化床物料循环系统的冷态试验研究

合理控制物料循环流率是双流化床反应器系统装置设计开发和运行的关键。在自主搭建的双流化床物流循环冷态试验平台上,针对燃烧炉风速U_c、热解炉风速U_b、静床层高度H_b及颗粒粒径d_p等运行参数对物料循环流率G_s的影响规律进行了试验研究,结果表明:燃烧炉风速、热解炉风速和静床层高度的增大都会使得物料循环流率增大,但热解炉风速增加幅度不大;同时,分析了运行参数对Loop-seal返料性能的影响,结果表明,在试验运行参数范围内,物料循环流率受运行参数影响程度顺序为:H_b>U_c>d_p>U_b。研究结果可为双流化床反应器的设计及运行提供参考。     

CaO对煤热解的影响

采用小型管式炉装置,研究了CaO对神华煤热解产物产率和煤气成分的影响.结果表明:CaO能促进半焦中某些大分子结构分解产生小分子的气体,从而导致煤气产率上升,而半焦产率下降.CaO还能够催化焦油的裂解反应,进一步使得热解产物中煤气产率上升,而焦油产率下降.在整个实验温度范围内,CaO会吸收热解煤气中的CO_2生成CaCO_3,导致CO_2产率下降.CaO能够催化焦油中含氧官能团的分解以及烷基侧链的断裂,从而会提高CO以及轻质烃类气体的产率. CaO还能提高H2产率,并使得热解水产率略有下降.     

生物质无氧气化制氢系统的热力学计算

介绍了一种基于CO_2接受体气化法的生物质无氧气化制氢系统。采用热力学平衡模型,研究了以玉米秸这一典型生物质为原料时系统压力、温度、[H_2O]/[C]比、[Ca]/[C]比对制氢过程的影响规律。获得典型工况下,系统制氢效率对这几个参数的相对线性敏感性系数。结果表明,H_2浓度在一定范围内随压力升高而明显增大,同时H_2产量会有少量降低,过高的温度会明显降低H_2产量及浓度。综合考虑,合适的气化压力在1.3～2.5MPa之间,不同压力具有不同适合制氢的最高温度。[H_2O]/[C]比的提高可以促进H_2生成,但大于1.5之后,H_2浓度明显下降,合适的[H_2O]/[C]比在1.5～2.0之间。[Ca]/[C]比的增加有利于H_2产量及浓度的提高。线性敏感性系数的计算表明,计算工况下[H_2O]/[C]比对制氢效率的影响非常大,压力和温度的影响也比较显著,[Ca]/[C]比的影响为零。     

600MWe超临界循环流化床锅炉的设计研究

超临界循环流化床锅炉将循环流化床（CFB）燃烧技术与超临界蒸汽压力循环的优点相结合，是一项发展前景十分广阔的洁净煤燃烧技术。该文讨论了超临界大型循环流化床锅炉设计中的诸如炉膛结构。换热面布置等一些重要问题。在此基础上给出了1台600MWe循环流化床锅炉的初步设计方案，最后，通过热力计算，预测了锅炉运行的主要参数并讨论了负荷变化对锅炉各项参数的影响。     

10.8 MW农林废弃物循环流化床气化装置性能试验研究

作为全国首个以高钾氯含量秸秆为主要原料的生物质气化耦合发电项目,某10.8 MW生 物质气化耦合燃煤发电厂成功实现未成型复杂多变特性农林废弃物的大型工业混合气化。为探究不同气化温度对大型农林废弃物循环流化床气化装置性能的影响,该电厂开展了额定负荷下50%稻壳-50%林业废弃物为燃料的性能测试试验。结果表明:当气化温度从700 ℃升至750 ℃时,可燃气组分体积分数和混合生物质气化后的湿燃气低位热值均先增加后减小;气化燃气中焦油质量浓度有微小上升,气化效率和气化热效率不断增加;750 ℃时,气化效率和气化热效率达到最大,分别为70.16%和89.16%。研究结果可为大型工业气化装置混合气化的优化运行提供一定的数据支持。     

循环流化床锅炉脱硫飞灰的水活化实验研究

以310 t/h循环流化床锅炉脱硫飞灰为原料,在不同的水活化条件下进行活化机理的实验研究,探讨了水活化温度、活化时间、活化水量对灰中游离氧化钙水合反应转化率的影响规律,并研究了水活化对孔隙结构的影响。结果表明:水活化过程中,水合反应与消耗氢氧化钙的胶凝反应同时进行;水活化过程中氢氧化钙含量呈现快速上升、慢速上升、缓慢下降的规律;随活化温度提高,水合反应与胶凝反应速率均提高,中期持续时间缩短,活化时间一定时,活化温度存在最佳值;活化水量的增加,可以加快水合反应与胶凝反应速率,活化时间处于后期时,活化水量存在最佳值。     

淮南烟煤热解及焦油析出特性

采用热重-傅里叶变换红外光谱(TG-FTIR)联用和固定床反应器研究了惰性气氛下不同粒径、升温速率和热解温度条件下淮南烟煤热解特性.热解析出焦油采用柱层析分离成脂肪烃、芳烃、非烃和沥青质,结合气相色谱-质谱(GC-MS)联用分析.结果表明,粒径的增加导致煤热解失重量减少;升温速率的提高使峰值温度和燃尽温度均有所增加;随热解温度升高,半焦产率减小,气体产率增加,焦油产率先增大后减小,温度的升高导致焦油的二次反应,焦油族组成发生变化,脂肪烃和非烃减少,芳烃增加;焦油主要组分包含C16~C30直链烷烃,二环、三环、四环芳烃及其衍生物,以及各种酚类、酯类、喹啉等物质.     

温度对小龙潭褐煤流化床热解产物影响的试验研究

在改进热解产物收集方法的基础上,在内径为32 mm的流化床热解试验台上进行了温度对小龙潭褐煤热解产物影响的试验研究.结果表明:当反应温度从550℃升到750℃时,半焦产率从51%降到40%,煤气产率从14%升高到26%;焦油和热解水产率随着温度的升高先增大后减小,在650℃左右时达到最大值,分别为8%和14%;H2、CH4、CO的产率和在热解煤气中的体积分数都有明显的增加,而CO2体积分数却大幅下降,热解煤气的低位热值从10 MJ/m3上升为13MJ/m3;热解过程中的氮、硫析出率分别从33%、51%上升为60%和63%.     

煤灰渣酸浸提铝试验

为实现煤炭资源化分级利用,对东北某热电厂循环流化床锅炉灰渣进行提铝研究。用硫酸在不同的反应条件下酸浸,以获得较高的铝浸出率和合适的酸浸条件,产品为富含硫酸铝的酸浸液和高硅提铝残渣。酸浸实验结果表明,较为合适的酸浸条件为:5mol/L的硫酸、105～110℃的酸浸温度、2h的反应时间和1:3的固液比,此时铝浸出率为91.5%,提铝残渣中SiO₂含量高达87.6%。X射线衍射分析(XRD)和扫描电镜(SEM)分析表明,原始煤灰渣中的铝元素主要以非晶态的化合物形式存在,而非晶态物质具有较高的化学反应活性,促成了较高的铝浸出率。因此,这种循环流化床锅炉的灰渣酸浸提铝提硅较为合适。     

低硫煤联产Q相水泥熟料的矿物生成反应热力学分析

以兖州低硫煤为试验煤种,在两段多相反应试验台上开展了联产Q相水泥熟料的试验,对联产熟料样品中的矿物组成进行了X射线衍射(XRD)分析,发现联产熟料矿物组成中的主要矿物种类为2CaO·SiO2和Q相.根据状态函数吉布斯自由焓,对兖州煤联产Q相水泥熟料中化学组成可能发生的矿物生成反应进行了热力学计算,并对熟料矿物生成反应的优先顺序进行比较.结果表明:根据熟料化学组成,优先发生的反应是2CaO·Al2O3·SiO2的直接合成反应,其次为2CaO·SiO2的直接合成反应,再次为Q相矿物的间接合成反应;联产熟料矿物组成最终应以2CaO·SiO2和Q相矿物为主体;对联产熟料矿物生成反应热力学分析的结论与兖州煤联产Q相水泥熟料试验的矿物组成结果基本一致.