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《中国科学院研究生院(工程热物理研究所)》 2012年
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循环流化床双床煤气化工艺试验研究

于旷世  
【摘要】:低阶煤的热解和气化转化及梯级利用是目前研究的热点,是洁净煤技术的主要研究领域。先进的煤气化技术不仅能使燃烧排放的大气污染物大为降低,而且能极大地提高煤炭利用率。 本论文依据褐煤挥发分含量和反应活性高的特点,将循环流化床单床煤气化技术与移动床高温热解技术结合在一起,提出了一种循环流化床双床煤气化新工艺。通过冷态试验,研究了气化炉、热解炉和返料器之间的压力平衡关系和物料循环特性,提出了一种实现气化炉与热解炉之间压力自平衡的原理和设计计算方法。 通过0.25t/d循环流化床双床热态试验的探索研究,证明了循环流化双床高温热解气化工艺的可行性,分析了系统的质量平衡和热量平衡关系。 在2.5t/d循环流化床双床煤气化热态试验台上,完成了褐煤的高温热解气化工艺试验。试验结果表明,试验台在循环流化床双床煤气化工况下可以实现稳定运行;典型工况下,混合煤气低位热值4.09MJ/m3,产率为1.71m3/kg;热解煤气的低位热值为12~14MJ/m3,热解煤气产率为0.17m3/kg。按混合煤气计算冷煤气效率为40.28%,碳转化率为72.8%。进行了循环流化床单床和循环流化床双床煤气化工艺的对比试验,在相同的温度条件下,循环流化床双床煤气化工艺可以有效地提高装置的气化强度和处理能力,能够有效地利用煤中高品位化学能,产生的混合煤气热值高于循环流化床单床煤气化工艺。通过与工业试验数据的对比修正,计算出循环流化床双床煤气化工艺的冷煤气效率预测值为54.19%,碳转化率预测值为91.98%。 根据冷态试验和热态试验结果,完成了5t/d循环流化床双床煤气化试验台的中间放大设计,提出了关键工艺参数的设计原则和工艺计算方法,为规模放大和工程示范提供技术支持。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(工程热物理研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TQ546

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【参考文献】
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