流化床部分煤氣化影響因素研究

1、第36卷第6期2005年11月鍋 爐 技 術(shù)BOILER TECHNOLOGYVol.36,No.6Oct.,2005文章編號(hào): CN311508(2005)06000807流化床部分煤氣化影響因素研究黃亞繼, 金保升, 仲兆平, 肖 睿, 周宏倉(cāng)(東南大學(xué)潔凈煤發(fā)電和燃燒技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇南京210096)關(guān)鍵詞: 部分煤氣化;煤氣成分;熱值;流化床摘 要: 在流化床部分氣化爐上系統(tǒng)研究了流化風(fēng)量、給煤量、水蒸氣量、床層溫度、靜止床層高度、煤種、催化劑等因素對(duì)煤氣成分和熱值的影響,研究結(jié)果表明:流化風(fēng)量、給煤量、水蒸氣量、靜止床層高度對(duì)煤氣成分的影響較為復(fù)雜,4者都存在最佳范圍;床層

2、溫度是影響煤氣成分的主要因素,煤氣熱值與溫度成正比;增加床層高度,有利于H2、CO生成和CH4分解;煙煤的煤氣中含有的可燃成分(H2、CO、CH4)含量比無煙煤高,優(yōu)質(zhì)煙煤比劣質(zhì)煙煤更適合于氣化;Ca、Na、K等堿土金屬化合物對(duì)煤氣化具有催化作用,且Na2CO3和K2CO3的催化能力比CaO強(qiáng)。中圖分類號(hào): TK229.6+6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A1 前 言石油價(jià)格上漲,煤炭供需緊張,環(huán)境污染嚴(yán)重已成為制約我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重大問題。煤的高效、潔凈利用是我國(guó)乃至全世界研究的重要課題。煤氣化技術(shù)是煤潔凈利用的核心技術(shù)。其中,部分煤氣化技術(shù)相對(duì)于完全煤氣化技術(shù),無需高溫、高壓等物理?xiàng)l件將固定碳徹底轉(zhuǎn)化

3、為煤氣,而是根據(jù)煤的不同組分和不同反應(yīng)階段特性,對(duì)煤炭進(jìn)行分級(jí)利用,其氣化工藝設(shè)備簡(jiǎn)單,投資較低,產(chǎn)生的低熱值煤氣可用做燃料和化工原料,固體焦炭主要用于燃燒產(chǎn)生蒸汽發(fā)電供熱,從而形成 氣熱電多聯(lián)供 。同時(shí),部分煤氣化技術(shù)還可對(duì)硫、氮、氯、汞等有害成分定向脫除。流化床煤氣化以其處理量大、氣化強(qiáng)度大、爐內(nèi)傳熱傳質(zhì)好、適用煤種廣、環(huán)境污染小的優(yōu)1點(diǎn)受到廣泛的關(guān)注,本文在常壓流化床氣化爐上系統(tǒng)研究了流化風(fēng)量、給煤量、蒸汽量、床層溫度、靜止床層高度、煤種、催化劑等多種因素對(duì)煤氣成分和熱值的影響,為部分煤氣化爐的設(shè)計(jì)和運(yùn)行控制提供指導(dǎo)和參考作用。試驗(yàn)是在一臺(tái)自制的常壓流化床氣化爐上進(jìn)行(見圖1)。整個(gè)系統(tǒng)

4、由高溫?zé)煔獗叵到y(tǒng)、蒸汽發(fā)生系統(tǒng)、給料系統(tǒng)、送引風(fēng)系統(tǒng)、氣化爐本體、測(cè)量控制系統(tǒng)和取樣分析系統(tǒng)等組成。本試驗(yàn)臺(tái)最大的特點(diǎn)就是采用本體內(nèi)外筒夾套加熱方式,由油燃燒室出來的1100!的燃油煙氣,在爐膛本體夾套導(dǎo)流板的作用下加熱本體,提供了床料預(yù)熱和本體散熱所需要的熱量。內(nèi)筒直徑為100mm,外筒直徑為133mm,布風(fēng)板至爐膛出口有效高度4.3m,布風(fēng)板共有18個(gè)風(fēng)帽,內(nèi)圈6個(gè),外圈12個(gè),每個(gè)風(fēng)帽均勻分布3個(gè)1mm小孔。來自羅茨風(fēng)機(jī)的空氣經(jīng)過油燃燒室內(nèi)部的空氣加熱器預(yù)熱到450!后,與從蒸汽過熱器過來的260!的蒸汽混合,經(jīng)布風(fēng)板進(jìn)入爐膛。電熱鍋爐出來的0.6MPa飽和水蒸氣經(jīng)減壓閥降壓后,進(jìn)入蒸

5、汽過熱器進(jìn)一步升溫。蒸汽旁路設(shè)計(jì)以及電熱鍋爐和蒸汽過熱器加熱功率可調(diào)性能夠保證所需的水蒸氣加入量。煤由螺旋給料器從布風(fēng)板上方送入。攜帶細(xì)微灰焦的煤氣離開氣化爐頂部出口,依次經(jīng)過一級(jí)旋風(fēng)除塵器、二級(jí)旋風(fēng)除塵器、除焦裝置、布袋除塵器后,最終由引風(fēng)機(jī)通過煤氣燃燒裝置燃盡后排至室外。試驗(yàn)測(cè)量的參數(shù)包括溫度、壓力與壓差、風(fēng)量、燃油量、煤氣成分等。煤氣采樣口位于布袋2 試驗(yàn)裝置和原料2.1試驗(yàn)裝置收稿日期:20041028; 修回日期:20041119基金項(xiàng)目:國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃項(xiàng)目子課題(G19990221053);東南大學(xué)振興行動(dòng)計(jì)劃資助項(xiàng)目(6550057129);東南大學(xué)人才引進(jìn)科研啟動(dòng)基金

6、(4003001005)作者簡(jiǎn)介:黃亞繼(1975,男,江蘇如皋人,東南大學(xué)講師。第6期黃亞繼,等:流化床部分煤氣化影響因素研究9除塵器出口。煤氣中H2、CO、CO2、CH4采用上海產(chǎn)1102型氣相色譜儀測(cè)定,同時(shí)采用德國(guó)羅斯蒙特NGA2000型多功能氣體分析儀在線監(jiān)測(cè)氣化情況,并與色譜儀測(cè)定值相比較。1-給料系統(tǒng);2-風(fēng)室;3-氣化爐本體;4-本體加熱夾套;5-防爆裝置;6-一級(jí)旋風(fēng)除塵器;7-二級(jí)旋風(fēng)除塵器;8-旋風(fēng)加熱夾套;9-灰斗;10-管道加熱夾套;11-布袋除塵器;12-灰斗;13-采樣裝置;14-引風(fēng)機(jī);15-煤氣燃燒裝置;16-電熱鍋爐;17-水泵;18-水箱;19-蒸汽過熱器

7、;20-油燃燒室;21-油箱;22-羅茨風(fēng)機(jī);23-蒸汽旁路;24-金屬流量計(jì)圖1 常壓流化床煤氣化系統(tǒng)流程圖2.2試驗(yàn)原料選用3種典型的動(dòng)力用煤:徐州優(yōu)質(zhì)煙煤、徐州劣質(zhì)煙煤和陽(yáng)泉無煙煤,其篩分分布見表1,工業(yè)分析和元素分析見表2。所使用的惰性床料是寬篩分的石英砂,平均粒徑為0.362mm。煤樣表1 試驗(yàn)用煤篩分分布粒徑分布(%,按質(zhì)量份額計(jì))0.30.40.40.60.60.80.81.0172412192926101924542838mm平均粒徑0.630.540.61徐州優(yōu)質(zhì)煙煤徐州劣質(zhì)煙煤陽(yáng)泉無煙煤表2 煤的基本特性煤 樣空干基水分 Mad工業(yè)空干基揮發(fā)分 Vad分固定碳FCad析灰分

8、Aad碳Cad元?dú)銱ad素硫Sad分析氮Nad氧Oad高位發(fā)熱量Qad,gr低位發(fā)熱量Qad,net單位%MJ/kgMJ/kg徐州優(yōu)質(zhì)煙煤徐州劣質(zhì)煙煤2.7230.5754.0912.6270.404.540.631.247.8528.9127.914.4225.2447.4422.9060.363.720.440.927.2424.2723.40陽(yáng)泉無煙煤3.677.9767.5120.8568.222.640.930.922.7726.2425.6110鍋 爐 技 術(shù) 第36卷試驗(yàn)選用的催化劑有南京湯山石灰石、南京幕府山白云石以及碳酸鈉(分析純)和碳酸鉀(分析純)。石灰石和白云石主要化學(xué)成

9、分見表3。表3 石灰石和白云石主要化學(xué)成分物質(zhì)CaOMgOSiO23.76Al2O3Fe2O31.450.48石灰石51.220.31CO+3H2=CH4+H2O (+Q10)kJ/mol2CO+2H2=CH4+CO2 (+Q11)kJ/molCO2+4H2=CH4+2H2O (+Q12)kJ/mol(10)(11)(12)%4 結(jié)果分析與討論4.1術(shù)語定義 冷煤氣熱值QLHV=(CH22581+CCO3018+CCH48558)0.014.1868kJ/NmCH2、CCO、CCH4分別表示可燃組分H2、CO、CH4百分含量(%)。4.2床料冷態(tài)流化特性床料冷態(tài)流化特性如圖2所示,當(dāng)氣流流速達(dá)

10、到約0.28m/s時(shí),再繼續(xù)增大流速,料層壓差幾乎保持不變,此時(shí)即可認(rèn)為床內(nèi)物料處于起始流化狀態(tài),冷態(tài)臨界流化速度約為0.28m/s。比表面積0.454.8081m2/g0.323.2114m2/g白云石30.0820.381.563 煤氣化反應(yīng)原理煤進(jìn)入爐內(nèi)首先進(jìn)行熱解過程,其中包括裂解和縮聚兩大類。熱解前期主要發(fā)生裂解反應(yīng),包含煤分子結(jié)構(gòu)中橋鍵斷裂生成自由基、脂肪側(cè)鏈斷裂生成氣態(tài)烴、含氧功能團(tuán)裂解生成H2O、CO等、低分子化合物裂解生成較多揮發(fā)性產(chǎn)物。熱解后期以縮聚反應(yīng)為主,當(dāng)溫度為550!600!時(shí),膠質(zhì)體發(fā)生固化生成半焦,溫度更高時(shí)芳香結(jié)構(gòu)脫氫,半焦變成焦炭。煤熱解總的反應(yīng)式為:煤=C

11、H4+氣體烴+焦油+CO+CO2+H2+H2O+焦炭在后續(xù)的高溫氣化反應(yīng)中,氣體烴和焦油還會(huì)發(fā)生二次熱解反應(yīng)生成C、CH4、H2、CO、H2O等簡(jiǎn)單物質(zhì)。裂解后的煤氣化過程分成2種類型:非均相氣固反應(yīng)和均相氣相反應(yīng)3.1非均相氣固反應(yīng) 碳不完全燃燒反應(yīng)C+1/2O2=CO (+Q1)kJ/mol碳完全燃燒反應(yīng)C+O2=CO2 (+Q2)kJ/mol水蒸氣分解反應(yīng)C+H2O=CO+H2 (-Q3)kJ/mol(3)C+2H2O=CO2+2H2 (-Q4)kJ/mol(4)二氧化碳還原反應(yīng)C+CO2=2CO (-Q5)kJ/mol加氫反應(yīng)C+2H2=CH4 (+Q6)kJ/mol3.2均相氣相反應(yīng)

12、氣相燃燒反應(yīng)H2+1/2O2=H2O (+Q7)kJ/molCO+1/2O2=CO2 (+Q8)kJ/mol變換反應(yīng)CO+H2O=H2+CO2 (+Q9)kJ/mol(9)甲烷化反應(yīng)(7)(8)(5)(6)(1)(2)圖2 床料冷態(tài)流化特性4.3流化風(fēng)量對(duì)煤氣成分和熱值的影響 維持給煤量4.52kg/h、靜止床層高度200mm、蒸汽量1.8kg/h,由流化風(fēng)量引起的床層溫度變化見圖3。圖3 流化風(fēng)量與床層溫度之間的關(guān)系第6期黃亞繼,等:流化床部分煤氣化影響因素研究11隨著流化風(fēng)量增加,床層溫度呈增加的趨勢(shì)。流化風(fēng)量增加,意味著爐內(nèi)氣流速度和氧氣供應(yīng)量增加,強(qiáng)化氣固間傳質(zhì)、傳熱,從而提高了反應(yīng)(

13、1)、(2)、(7)、(8)的反應(yīng)速率,這些反應(yīng)均是放熱反應(yīng),從而引起氣化爐床層溫度升高。當(dāng)流化風(fēng)量進(jìn)一步增加時(shí),氣化爐本體散熱量、流化風(fēng)升溫所需加熱量、煤氣帶出的顯熱也相應(yīng)增加,導(dǎo)致床層溫度增加趨于平緩。從圖4可以看出,隨著流化風(fēng)量增加,H2和CO含量(容積%,下同)先增加后減少,CO2含量先減少,后增加,CH4含量逐漸減少,冷煤氣熱值在流化風(fēng)量為9Nm/h時(shí)處于最大值。3效果,必須均衡兼顧煤氣熱值和產(chǎn)氣率,選擇合適的空煤比。4.4給煤量對(duì)煤氣成分和熱值的影響給煤量對(duì)煤氣成分的影響較為復(fù)雜,隨著給煤量的增加,床層溫度逐漸降低(見圖5),CO含量先增加后降低,H2、CO2含量降低,CH4含量增

14、加(見圖6),冷煤氣熱值增加。圖5給煤量與床層溫度之間的關(guān)系圖4 流化風(fēng)量與煤氣成分和熱值之間的關(guān)系流化風(fēng)量增加,氣流夾帶能力增加,爐頂稀相段氣化反應(yīng)增強(qiáng)。同時(shí)床層溫度升高,炭氣化反應(yīng)速率加快,水蒸氣分解反應(yīng)(3)和CO2還原反應(yīng)(5)平衡點(diǎn)右移。反應(yīng)式(1)、(2)可用總的碳燃燒反應(yīng)表示為: C+O2#(2 -2)CO+(2- )CO2, 是與溫度有關(guān)的常數(shù),反應(yīng)得到CO與CO2摩爾濃度比符合關(guān)系式2圖6 給煤量與煤氣成分和熱值之間的關(guān)系初始增加給煤量,參加氣化反應(yīng)煤的絕對(duì)值增加,在氣化劑(空氣和水蒸氣)不變的情況下,單位質(zhì)量煤的產(chǎn)氣量減少,CO含量相應(yīng)增加,但給煤量帶來負(fù)面影響是降低了床層

15、溫度,由此造成的煤炭氣化反應(yīng)速率下降,氣化深度不夠,CO含量反而減少。雖然給煤量的增加引起更多的煤裂解產(chǎn)生H2,床層溫度下降引起的變換反應(yīng)(9)平衡點(diǎn)右移,但床層溫度下降不利于水蒸氣分解反應(yīng)(3)、(4)進(jìn)行,2種因素綜合作用,H2絕對(duì)數(shù)量增加,但很有限。由于總煤氣量增加,H2含量反而呈略微減少趨勢(shì)。CH4含量隨著給煤量的增加而增加,這主要是由于流化床煤氣化過程中,CH4主要來自煤中揮發(fā)分受熱裂解3:CO=2400e-51830/RTsCCO2其中R為氣體常數(shù)(8.314J/mol),Ts為碳粒表面溫度?？梢钥闯鰷囟壬哂欣贑O生成。溫度升高還會(huì)加劇高熱值烴類、焦油的二次裂解。種種因素引起H

16、和CO含量增加,CO含量減少。但當(dāng)流化風(fēng)量繼續(xù)增加時(shí),氣相燃燒22反應(yīng)(7)、(8)份額增加。煤氣中的可燃?xì)怏w部分(CO、H2、CH4)更多的參與燃燒,而無效成分CO2增加。同時(shí)氣體在床內(nèi)的停留時(shí)間減少,顆粒揚(yáng)析量過大,在氣化爐氣化強(qiáng)度一定的情況下,產(chǎn)氣量增加的同時(shí)必然會(huì)造成氣化深度不夠,影響煤氣品質(zhì)。所以,為了獲得合理的氣化。反應(yīng)(10)、(11)、(12)需要在催化劑存在的條件下才可以進(jìn)行。4.5水蒸氣量對(duì)煤氣成分和熱值的影響 隨著水蒸氣量增加,更多的水蒸氣參與反應(yīng)12鍋 爐 技 術(shù) 第36卷(3)、(4),由于該反應(yīng)是吸熱反應(yīng),加上水蒸氣升溫時(shí)吸熱量相應(yīng)增加,使得床層溫度呈逐漸減少的趨勢(shì)

17、(見圖7)。煤氣成分和冷煤氣熱值隨床層溫度的變化。圖9 床層溫度與煤氣成分和熱值之間的關(guān)系圖7 水蒸氣與床層溫度之間的關(guān)系床層溫度是影響煤氣成分的主要因素,床層溫度越高,越有利于在煤表面產(chǎn)生更多的能量大于氣化反應(yīng)所需活化能的碳原子,越多的碳分子與蒸氣分子及其氧原子之間發(fā)生有效碰撞,從而加快氣化反應(yīng)速率,提高氣化強(qiáng)度。房倚天得到流化床氣化溫度提高20!30!,氣化反應(yīng)速率相應(yīng)提高1倍左右4。同時(shí)床層溫度的提高也加快了揮發(fā)分的氣相二次反應(yīng),其中H2來自烴類成分的裂解反應(yīng)及芳環(huán)的縮合反應(yīng),CO由焦油分子中的羰基官能團(tuán)、含氧雜環(huán)裂解產(chǎn)生。種種因素引起煤氣中H2和CO含量增加。雖然床層溫度升高有利于反應(yīng)

18、(4)進(jìn)行,但反應(yīng)(3)的平衡常數(shù)隨床層溫度的增長(zhǎng)速度比反應(yīng)(4)快。所以,在其它輸入?yún)?shù)不變的情況下,床層溫度升高時(shí),煤氣中CO2絕對(duì)量增加速度不及CO快。而CO增加、CO2減少恰恰是在溫度升高時(shí)變換反應(yīng)(9)平衡點(diǎn)左移和二氧化碳還原反應(yīng)(5)平衡點(diǎn)右移的表現(xiàn)。煤氣中CH4含量下降是床層溫度的上升促進(jìn)CH4二次分解的結(jié)果。總之,煤氣的熱值與床層溫度成正比。4.7靜止床層高度對(duì)煤氣成分的影響由圖10可見,初始增加靜止床層高度,揮發(fā)分在熾熱的料層中裂解更徹底,煤氣中H2和CO含量相應(yīng)增加,CH4含量減少。由于床層高度低于加煤口位置,煤在與床料進(jìn)行混合前就有部分揮發(fā)分和細(xì)微煤粒析出,加上懸浮空間的

19、氣化能力比密相區(qū)低得多,造成煤氣中CH4的含量都>2%。當(dāng)靜止床層高度增加到400mm時(shí),H2和CO含量反而減少,其原因是床料高度相對(duì)氣化爐內(nèi)徑太大,物料在床層中形成劇烈的騰涌,從而使得煤未能有效氣化。5圖8給出了水蒸氣量對(duì)煤氣成分和熱值的影響。當(dāng)水蒸氣量較小時(shí),水蒸氣分解反應(yīng)主要以反應(yīng)(3)為主,這時(shí)增加水蒸氣量有利于H2、CO生成。CO含量隨蒸氣量的增加速度沒有H2明顯,原因是水蒸氣量增加時(shí),床層溫度降低有利于CO和H2O之間的變換反應(yīng)(9)平衡點(diǎn)右移。當(dāng)水蒸氣量較多時(shí),更多的水蒸氣參與了化學(xué)反應(yīng)(4),從而導(dǎo)致H2含量繼續(xù)增加,而CO含量減少,CO2含量增加。但當(dāng)水蒸氣量過多時(shí),床

20、層溫度下降很多,氣體和顆粒在床內(nèi)停留時(shí)間更短,這時(shí)水蒸氣對(duì)氣化反應(yīng)和平衡常數(shù)產(chǎn)生消極影響,不利于氣化反應(yīng)的進(jìn)行,表現(xiàn)在H2、CO含量減少,冷煤氣熱值下降。圖8 水蒸氣量與煤氣成分和熱值之間的關(guān)系4.6床層溫度對(duì)煤氣成分的影響為了單獨(dú)研究床層溫度對(duì)氣化過程的影響,試驗(yàn)過程中維持氣化爐其它輸入?yún)?shù)不變,僅僅通過改變本體夾套燃油煙氣溫度和流量以及流化風(fēng)初始溫度,得出不同床層溫度。圖9給出了第6期黃亞繼,等:流化床部分煤氣化影響因素研究13含量越大(見圖12)。由于煤氣中一部分CO2來自石灰石的分解反應(yīng),使得煤氣中CO2含量變化不大。同樣由于Na、K的化合物對(duì)煤氣化也具有催化作用,向煤中添加碳酸鈉和碳

21、酸鉀后能明顯提高煤氣品質(zhì),且Na2CO3和K2CO3的催化能力比CaCO3強(qiáng)。7圖10 靜止床層高度對(duì)煤氣成分的影響4.8不同煤種氣化特性煤作為一種含有多種雜質(zhì)的有機(jī)混合礦物,其成分、灰熔點(diǎn)、活性度、粘結(jié)性和自由膨脹指數(shù)等變化都能極大影響氣化工況和氣化效率,為此本文研究了3種典型煤種的氣化特性?？偟膩碚f,在相同的氣化參數(shù)下,煙煤的煤氣中可燃成分(H2、CO、CH4)比無煙煤高,優(yōu)質(zhì)煙煤的可燃成分比劣質(zhì)煙煤高(見圖11)。其原因可以解釋為:煤化程度越高,活化能越高,熱分解開始溫度也越高,加上水分、揮發(fā)分高的煤種,其結(jié)構(gòu)疏松,生成的焦煤反應(yīng)比表面積大,具有豐富的過渡孔和大孔,氣化劑很容易擴(kuò)散到反應(yīng)

22、表面。當(dāng)原煤中添加3%石灰石時(shí),H2和CO含量增加了0.5%和0.3%。繼續(xù)增加石灰石量至7%,H2和CO含量只增加了0.1%和0.2%,CaO催化作用減弱,說明催化劑含量的增加一方面提高了反應(yīng)速度,改善了氣化條件,另一方面催化劑在焦炭表面附著程度增加,當(dāng)催化劑在煤焦表面達(dá)到單層分散最大量之后,過剩的催化劑缺乏較好的分散,影響了氣化劑向焦炭?jī)?nèi)部擴(kuò)散和氣化產(chǎn)物逸出,在一定程度上限制了反應(yīng)速度的進(jìn)一步提高,所以存在一個(gè)適宜的催化劑添加量。圖12 添加劑與煤氣成分之間的關(guān)系5 結(jié)論(1)隨著流化風(fēng)量增加,床層溫度逐漸增加,H2和CO含量先增加后減少,CO2含量先減4.9催化劑對(duì)煤氣成分的影響石灰石分

23、解的CaO對(duì)煤氣化具有催化作用(X為CaO)6:Tar+X=C X+氣體(如CH4)+LightTarH2O+X=O X+H2(g)C X+O X=CO X+XCO X=CO(g)+X(13)(14)(15)(16)少后增加,CH4含量逐漸減少,冷煤氣熱值在流化風(fēng)量為9Nm3/h時(shí)處于最大值。流化風(fēng)量進(jìn)一步增加時(shí),床層溫度增加趨于平緩。為了獲得合理的氣化效果,必須均衡兼顧煤氣熱值和產(chǎn)氣率,選擇合適的流化風(fēng)量。(2)隨著給煤量的增加,床層溫度逐漸降低。給煤量對(duì)煤氣成分的影響較為復(fù)雜,給煤量過多,煤炭氣化深度不夠,煤氣品質(zhì)下降;給煤量過少會(huì)造成氣化能力過剩,又會(huì)影響煤氣品質(zhì)。(3)隨著水蒸氣量增加

24、,床層溫度逐漸下CO X+O=CO2(g)+2X(17)原煤中添加CaCO3后,煤氣中H2和CO含量相應(yīng)增加,并且CaCO3加入量越多,H2和CO14鍋 爐 技 術(shù) 第36卷降。當(dāng)水蒸氣量較小時(shí),增加水蒸氣有利于H2、CO生成;當(dāng)水蒸氣量較多時(shí),更多的水蒸氣與炭反應(yīng)生成CO2和H2,H2含量繼續(xù)增加,而CO含量減少,CO2含量增加;但當(dāng)水蒸氣量增加到一定值之后,氣化程度下降,煤氣品質(zhì)變差。(4)床層溫度是影響煤氣成分的主要因素。床層溫度越高,煤氣中H2和CO含量也越高,CO2含量越低。煤氣中CH4含量下降是床層溫度的上升促進(jìn)CH4二次分解的結(jié)果。在其它輸入?yún)?shù)不變的情況下,煤氣的熱值與床層溫度

25、成正比。(5)隨著靜止床層高度的增加,揮發(fā)分在熾熱的料層中裂解更徹底,煤氣中H2和CO含量相應(yīng)增加,CH4含量減少。煙煤的煤氣中含有的可燃成分(H2、CO、CH4)含量比無煙煤高,優(yōu)質(zhì)煙煤比劣質(zhì)煙煤更適合于氣化。(6)Ca、Na、K等堿土金屬化合物對(duì)煤氣化具有催化作用,且Na2CO3和K2CO3的催化能力比CaCO3強(qiáng)。原煤中CaCO3加入量越多,煤氣中H2和CO含量越高。當(dāng)催化劑加入量達(dá)到一定程度后,催化劑的催化能力趨于飽和。參考文獻(xiàn):1黃戒介,房倚天,王洋,等.現(xiàn)代煤氣化技術(shù)的開發(fā)與進(jìn)展J.燃料化學(xué)學(xué)報(bào),2002,30(5):385-391.2鄔紉云.煤炭氣化M.徐州.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社,

26、1985.3彭萬旺,陳家仁.加壓流化床粉煤氣化工藝特性研究J.煤炭學(xué)報(bào),1994,19(3):315-323.4房倚天,陳富艷,王鴻瑜,等.循環(huán)流化床(CFB)煤/焦氣化反應(yīng)的研究II溫度、氧含量及煤種對(duì)CFB氣化反應(yīng)的影響J.燃料化學(xué)學(xué)報(bào),1999,27(1):23-28.5寇公.煤炭氣化工程M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1992.6XimenaA.Garcya,NelsonA.Alarcon,AlfredoL,etal.SteamgasificationoftarsusingaCaOcatalystJ.FuelPro cessingTechnology,1999,58:83-102.7Ralf

27、Kopsel,HenrykZabawski.CatalyticeffectsofashcomponentsinlowrankcoalgasificationJ.Fuel,1990,69(5):275-281.FactorsAffectingFluidizedBedPartial gasificationHUANGYa ji, JINBao sheng, ZHONGZhao ping, XIAORui, ZHOUHong cang(EducationMinistryKeyLaboratoryonCleanCoalPowerGenerationandCombustionTechnology,SoutheastUniversity,Nanjing210096,China)Keywords:partial gasification;