不熔化沥青球在低速流化床中炭化和活化的初步研究

不熔化沥青球在低速流化床中炭化和活化的初步研究乔文明，王克温，凌立成，刘朗周承泽，王瑾，郑斌（中国科学院山西煤炭化学研究所，太原０３０００１）（上海太平洋化工（集团）公司焦化总厂，２００２４１）关键词低速流化床，活化，炭化，球形活性炭由于球形活性炭，...     

循环流化床(CFB)煤/焦气化反应的研究Ⅲ.同鼓泡流化床(BFB)气化反应的对比

为了更进一步了解ＣＦＢ气化能力和碳利用率，本文报道了两种煤焦（西山焦煤飞灰，神木煤）以二氧化碳及氧气混合物为气化介质，在小型鼓泡流化床上进行气化反应的研究，并与相同气化条件下的循环流化床气化数据进行了比较。研究结果表明：在相同直径气化反应装置上，相同的气化条件下，循环流化床（ＣＦＢ）的气化碳转化率、气化强度远远高于鼓泡流化床（ＢＦＢ）的气化结果，但ＢＦＢ的煤气中可燃气组成高于ＣＦＢ的。ＣＦＢ气化反应装置更适合于生产中、低热值煤气。     

循环流化床锅炉氮氧化物的生成与分解模型

在国内外研究基础上，依据循环流化床锅炉炉内氮氧化物（ＮＯ和Ｎ２Ｏ）的生成与分解特性，建立了一个以化学反应动力学为基础的炉内ＮＯ和Ｎ２Ｏ的生成和分解模型，模型有机地结合在已有的循环流化床锅炉总体数学模型之中。模型对一台７５ｔ／ｈ循环流化床锅炉炉内氮氧化物的生成和分解特性的模拟预测结果与工业试验结果吻合良好。模型的预测和工业试验表明循环流化床锅炉的氮氧化物（ＮＯ和Ｎ２Ｏ）的排放受锅炉运行参数如温度、一二次风比例等的影响，可以通过调整锅炉运行参数来控制锅炉氮氧化物的排放。     

高变质福建无烟煤连续流化床混合气催化气化

连续流化床（内径123mm、高1．2m）中，采用工业纯碱（碳酸钠）为催化剂进行了高变质程度无烟煤一福建永安煤（低挥发分k=5．47％、高灰Aad=29．45％）混合气（空气／水蒸气）催化气化的研究，考察了催化剂质量分数、气化温度、水汽比等操作参数的影响。实验结果表明，工业纯碱作为催化剂添加5％可使碳转化率增加3倍，实现了煤的高效转化；气化温度有明显催化气化促进作用，超过900℃时，流化床内易结渣。从同时满足高产气率及高煤气热值两个指标出发，在适宜操作条件（碳酸钠质量分数5％、850℃～880℃、适宜水汽比）下，产气率提高2倍，从无催化剂时的2．13m^3／kg～2．15m^3／kg提高到4．2m^3／kg～5．1m^3／kg；煤气热值提高5倍，从1．0MJ／m^3左右提高到5．0MJ／m^3；表明工业纯碱进行高变质福建无烟煤流化床混合气催化气化具有重要的工业应用价值和现实的开发意义。     

射流流化床煤气化炉中气固流动和传热、传质的CFD模拟研究

通过双流体模型对射流流化床煤气化炉进行了CFD（Computational Fluid Dynamics,计算流体力学）模拟。模拟着重分析了流化床气化炉气固流动的特性和传质、传热过程。结果表明,流化床中气固两相的传热、传质过程与气体和颗粒的运动特性密切相关。     

流化床气化炉带出细粉非机械返料机构研究

对非机械返料机构（流动密封阀式）在流化床气化炉上的应用进行了研究。结果表明，流动密封阀式返料机构同样可以在流化床气化炉上应用；在返料室截面积、供料室截面积、水平孔口面积比为1∶1∶0.5时，通过流化风、松动风或侧吹风的组合充气获得了良好的开启、运行及调节性能；同时考察了压力对返料机构运行的影响；最后得到了适合流化床气化炉非机械返料机构操作的经验公式，试验值和计算值符合较好。对改进流化床气化炉循环返料系统和提高气化炉碳转化率提供了理论指导和设计参考。     

Geldart B 类颗粒气固流化床内的压力波动特性(英文)

采用多通道压力采集系统测量了Geldart B类颗粒（树脂）矩形流化床(2.000m×0.300m×0.025m)内的压力波动,探索了流化床内的压力波动特征;同时采用标准方差、自相关和互相关函数分析了表观气速和静床高度对压力波动、压力波速度和压力波主频的影响。结果表明,气泡行为（如：气泡的形成、发展、聚并和破碎）是影响流化床内压力波动的主要因素;密相和稀相界面处的压力波动幅值主要由气泡崩塌决定;压力波在流化床内进行传播,并且具有明显的周期性特征;此外,压力波动、压力波速度和压力波主频均与表观气速和静床高度密切相关。     

大型射流流化床气化炉的数学模拟Ⅰ.模型的建立

本文是在充分考虑了流动特性、质量平衡、能量平衡和动量平衡以后，建立了一个基于大型射流流化床气化炉（直径大于１米）的模型。通过与实验结果比较、证明该模型可用于大型气化炉的模拟工作。     

循环流化床（CFB）煤／焦气化反应的研究：Ⅱ.温度,氧含量及煤种对C …

报道了两种煤／焦，在小型循环流化床气化反应装置上，以二氧化碳及氧气混合物为气化介质，在不同条件下的气化反应的研究。结果表明，提高气化温度，气化反应速度提高，尾气中可燃气体浓度（ＣＯ，Ｈ２，ＣＨ４），碳率及气化效率明显提高。     

循环流化床(CFB)煤/焦气化反应的研究Ⅱ.温度、氧含量及煤种对CFB气化反应的影响

报道了两种煤／焦（西山焦煤飞灰、神木煤），在小型循环流化床（ＣＦＢ）气化反应装置上，以二氧化碳及氧气混合物为气化介质，在不同条件（９００～９７０°Ｃ，０～３０％氧含量）下的气化反应的研究。结果表明，提高气化温度，气化反应速度提高，尾气中可燃气体浓度（ＣＯ，Ｈ２，ＣＨ４）、碳转化率及气化效率明显提高。气化介质中的氧含量增加，ＣＯ浓度、碳转化率及气化强度明显增加。反应性高、挥发分多的煤种更适合在ＣＦＢ气化反应装置上进行气化反应。     

钒磷复合氧化物催化剂再氧化的在线动态质谱研究

 采用在线质谱动态响应技术，研究了钒磷复合氧化物（VPO）催化剂再氧化条件（氧浓度、温度和时间）对正丁烷选择氧化制顺酐反应的影响．结果表明，催化剂再氧化条件对正丁烷选择氧化反应性能有明显的影响，其中再氧化温度是主要影响因素．当正丁烷选择氧化和VPO催化剂再氧化在反应器（循环流化床和固定床）内序贯、交替进行时，可以通过改变再氧化条件使催化剂再氧化反应与正丁烷选择氧化反应恰当地匹配以改善时均反应性能．     

煤在流化床中的热解Ⅰ.浓相温度对煤脱挥发分行为的影响

利用一个内径４８ｍｍ，具有锥形分布板的流化床对神木煤（４５～８０目）的热解行为进行了研究。流化床稀浓两段温度可以分别控制。浓相段温度４００～９００℃，稀相段温度控制在５８０℃，得到了浓相段温度与热解产物产率的关系。结果表明，提高浓相段温度有利于Ｈ２，ＣＯ，ＣＨ４及Ｃ２Ｈ４产率的提高，浓相段温度在６００～６５０℃左右液相产品产率达到最大值。通过与以往的研究者所得结果的比较，表明在稀相段温度较高的情况下，即使挥发分停留时间很短，也会有相当程度的二次反应发生。而本文的结果是在最大限度地减小了稀相段气相二次反应的情况下得到的，更准确地反映了流化床浓相温度对热解的影响。     

福建无烟粉煤催化气化

报导了福建无烟粉煤在碱性催化剂作用下的催化气化工作进展,在小型Φ１８ｍｍ固定床与Φ２０ｍｍ流化床中,进行了水蒸气气化、混合气（空气／水蒸气）气化,采用复合１催化剂添加量８％,８５０～９００℃及流化床条件下,即可获得产气率Ｖ＞３ｍ３／ｋｇ煤（无催化剂时,Ｖ＜１．６ｍ３／ｋｇ煤）及煤气热值ＱＬＶＨ＞９ＭＪ／ｍ３（水蒸气气化）与＞６ＭＪ／ｍ３（混合气气化）的结果,并与无烟煤气化的工业装置进行了比较,这为无烟粉煤有效转化的工业化试验提供了最重要的依据     

循环流化床（CFB）煤／焦气化反应的研究：I.操作气速,固体循环速率 …

报道了山西西山焦煤飞灰，在小型循环流化床气化反应器，以二氧化碳为气化介质，在不同操作条件下（气速，固体循环速率）的气化反应，研究结果表明，ＣＯ出口浓度及碳转化率随着ＣＦＢ操作气速减小，固体颗粒循环速率的增加而增加，即在ＣＦＢ床中，提高气体，固体停留时间（床内固体颗粒浓度）有利于ＣＦＢ气化的进行，ＣＯ浓度及碳转化率沿床高的变化趋势与床内颗粒浓度分布一致。     

硬木热解过程中颗粒内部二次反应的数值研究Ⅱ.数值模拟结果

为了研究生物质（硬木）热解过程中颗粒内部的二次反应，对流化床环境下单颗粒生物质热解模型进行了求解。计算针对典型大颗粒和典型小颗粒在流化床反应器反应条件下的热解过程，对不同大小颗粒内部各种产物的生成、消耗、积累以及逃逸行为进行了定量描述。计算结果表明：对于直径为2mm的小颗粒，颗粒内二次裂解的份额可以忽略，但是对于直径10mm的大颗粒，热争过程中有超过20%的一次焦油参加了颗粒内部二次反应，颗粒内二次裂解显著地改变了热解产物分布，改变了热解产物的品质。     

循环流化床(CFB)煤/焦气化反应的研究 Ⅰ.操作气速、固体循环速率对循环流化床气化反应的影响

报道了山西西山焦煤飞灰，在小型循环流化床气化反应器上，以二氧化碳为气化介质，在不同操作条件下（气速、固体循环速率）的气化反应。研究结果表明，ＣＯ出口浓度及碳转化率随着ＣＦＢ操作气速减小、固体颗粒循环速率的增加而增加。即在ＣＦＢ床中，提高气体、固体停留时间（床内固体颗粒浓度）有利于ＣＦＢ气化的进行。ＣＯ浓度及碳转化率沿床高的变化趋势与床内颗粒浓度分布一致。     

煤在热载体流化床中的热解模型

煤粒在热载体流化床中的热解规律对于设计煤气、热、电三联产的关键装置－热载体流化床干馏炉是十分重要的。本文建立了煤粒在热载体流化床中的传热和热解反应的微分方程，并对其进行了数值求解，得到了煤粒度、热载体流化床操作速度、热载体流化床床层温度、热载体颗粒粒径等对煤气产率的影响规律，为热载体流化床干馏炉的设计提供了计算方法和理论依据。     

现代煤气化技术的开发与进展

评述了现代煤气化技术开发现状，对加压固定床气化，流化床气化，水煤浆气流床气化和干粉气流床气化典型代表技术的发展进行分析。结合热力学和动力学分析提出了未来煤气化技术发展的原则。鉴于目前制氧成本仍然是制约煤气化技术发展的最大因素，认为一方面应加速高效廉价的大规模制氧技术的开发，另一方面要注重氧耗低的气化技术的开发，重视过程集成概念和技术经济的优化。理论分析和已有研究表明粉煤/块煤双粒级进料液态排渣固定床气化、两段（多段）进料干粉气流床气化、流化床部分气化与气流床气化或CFB燃烧集成技术具有各自特点和良好的发展前景。     

垃圾焚烧炉飞灰中二噁英的分布特性

采用高分辨色谱/低分辨质谱联机分析了不同炉型垃圾焚烧炉布袋除尘器飞灰中的二噁英分布特性。结果表明，燃料组成及飞灰中氯含量对飞灰中二噁英的浓度均有影响。飞灰中氯含量与灰中的二噁英含量成正比关系。尽管飞灰中含有大量重金属，但与飞灰中二噁英的含量并不存在显著的关系。流化床炉与炉排炉布袋除尘器飞灰中二噁英同系物分布特性不同。飞灰中二噁英的主要同系物是1,2,3,4,6,7,8-HpCDD(heptachlorinated dibenzo-p-dioxin)，1,2,3,4,6,7,8-HpCDF(heptachlorinated dibenzofuran)和OCDD(octachlorinated dibenzo-p-dioxin)，PCDFs(polychlorinated dibenzofurans)，TEQ (toxic equivalence quantity)高于PCDDs含量。初步研究表明，炉排炉飞灰中二噁英总量及毒性当量（TEQ）大于流化床炉飞灰。     

流化床燃烧器中气泡相和密相氧浓度的理论预测与实验验证…

基于流态化两相理论，建立了描述流化床燃烧器中煤焦间歇燃烧过程的数学模型。该模型只有一个可调参数（△Ｔ），能够预测煤焦的烧失时间以及气泡相和密相氧浓度随时间的变化。对模型输入参数的敏感性分析表明，煤焦加入量、探头位置以及过剩空气速度是影响气泡相和密相氧浓度的主要操作因素。