煤熱解燃燒多聯(lián)產(chǎn)方案試驗研究.pdf

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1、煤熱解燃燒多聯(lián)產(chǎn)方案試驗研究11122劉耀鑫,李潤東,楊天華,方夢祥,駱仲泱1.沈陽航空工業(yè)學(xué)院,遼寧沈陽1101362.浙江大學(xué),浙江杭州310027[摘要]在1MW循環(huán)流化床熱電氣多聯(lián)產(chǎn)試驗裝置上進行了循環(huán)煤氣熱解半焦燃燒的試驗研3究。試驗結(jié)果表明,循環(huán)煤氣煤熱解燃燒多聯(lián)產(chǎn)方案可以產(chǎn)生(12～14)MJ/m(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))中熱值煤氣,但在氣化爐中燃料轉(zhuǎn)化率只有30%～40%,大部分燃料在燃燒爐中燃燒;氣化爐溫度對煤熱解反應(yīng)和燃燒爐運行影響較大;隨著Ca/s摩爾比的增加,硫化氫濃度和焦油含量顯著降低。[關(guān)鍵詞]煤;循環(huán)流化床;多聯(lián)產(chǎn);熱解;循環(huán)煤

2、氣;燃燒[中圖分類號]TQ546.2[文獻標(biāo)識碼]A[文章編號]100223364(2008)0520001205煤的多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)將煤炭的多個生產(chǎn)工藝有機地集國內(nèi)外進行有關(guān)煤熱解、燃燒多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的研究成在一起,可以實現(xiàn)煤炭資源價值的提升及利用率的較多,目前主要進行集成系統(tǒng)的概念驗證和適宜聯(lián)產(chǎn)[1]提高,同時使煤炭利用過程對環(huán)境友好,是一項符合我系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)突破。本文在1MW循環(huán)流化床熱國國情的煤炭綜合利用技術(shù)。電氣多聯(lián)產(chǎn)試驗裝置上,進行了循環(huán)煤氣熱解半焦燃本文研究的循環(huán)煤氣熱解燃燒多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)流程如燒的試驗研究。圖1所示。煤首先送入氣化爐內(nèi)熱解,

3、產(chǎn)生的煤氣經(jīng)除塵凈化后,一部分輸出民用,另一部分被循環(huán)送入流1試驗裝置化床氣化爐作為流化介質(zhì)。氣化爐內(nèi)所需熱量由循環(huán)[2]流化床鍋爐高溫循環(huán)物料提供,半焦及放熱后的循環(huán)1MW循環(huán)流化床熱電氣多聯(lián)產(chǎn)試驗裝置由循物料通過返料裝置進入循環(huán)流化床鍋爐,半焦燃燒產(chǎn)環(huán)流化床燃燒爐、流化床氣化爐、煙風(fēng)系統(tǒng)、汽水系統(tǒng)、生蒸汽用于發(fā)電、供熱。煤氣凈化、數(shù)據(jù)采集、控制系統(tǒng)等組成(圖2)。循環(huán)流化床燃燒爐總外形尺寸為0.91m×0.91m×11.2m,分成二段,下部截面為0.22m×0.22m,高0.8m,上部截面為0.31m×0.31m。氣化爐總高為7.2m,分上

4、下二段,密相區(qū)直徑為0.3m,高1.2m,稀相區(qū)直徑為0.4m。氣化爐和燃燒爐之間布置2個返料器,用于輸送燃燒爐高溫循環(huán)物料和氣化爐半焦。返料器啟動時用空氣鼓風(fēng),進行試驗研究時,為了保證兩爐之間不互圖1循環(huán)煤氣熱解燃燒多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)流程相串氣,采用蒸汽鼓風(fēng)。試驗裝置所有的溫度、壓力、收稿日期:2007211214作者簡介:劉耀鑫(19772),男,博士,沈陽航空工業(yè)學(xué)院潔凈能源研究所副教授,主要從事循環(huán)流化床氣化、燃燒、多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的教學(xué)與研究。E2mail:liuyaoxin77@163.com1流量等信號都通過PLC模塊送入計算機,數(shù)據(jù)在線顯能源

5、機構(gòu)生物質(zhì)氣化作業(yè)中提出的《1998版大規(guī)模生示、存儲,一些重要的參數(shù)又可以通過模擬表直接讀物質(zhì)氣化裝置所產(chǎn)煤氣中焦油、顆粒物取樣與分析方取。系統(tǒng)的運行工況可通過操作臺進行調(diào)節(jié)。煤氣成法暫行規(guī)定》進行。采用冷吸附方法,以二氯甲烷為吸分采用氣相色譜Trace2000進行測量,Testo350XL煙收劑,吸收溫度在-75℃,取樣系統(tǒng)及操作規(guī)程見文氣分析儀用于測量煙氣成分及H2S濃度,煙塵采樣采獻[3]。用3012H自動煙塵測試儀。焦油的取樣分析按國際圖21MW循環(huán)流化床多聯(lián)產(chǎn)試驗裝置試驗用煤為兗州煙煤,煤的元素分析和工業(yè)分析見表0.58mm,粒徑較

6、小有利于提高循環(huán)流化床的循環(huán)倍率。爐1,煤粒徑分布為(0～8)mm。床料采用石英砂,平均粒徑為內(nèi)添加的石灰石為周浦石灰石,粒徑為(0～2)mm。表1煤樣的工業(yè)和元素分析%工業(yè)分析元素分析樣品M-1adAadVadFCadQnet,ad/kJ·kgCadHadNadSt,adOad兗州煤1.7625.0928.5844.572437561.163.941.160.346.552試驗結(jié)果和分析度升至600℃時,整個床層物料才充分流化,此時由于上部熱物料和冷物料迅速換熱,床層上部的溫度由2.1系統(tǒng)起動600℃降至320℃。此后,床層溫度快速升高,可以

7、看循環(huán)流化床燃燒爐、流化床氣化爐起動分別采用出床上油槍點火方式升溫緩慢,本試驗系統(tǒng)中氣化爐床下熱煙氣點火和床上點火方式。點火過程中兩爐都床層升至800℃需要75min左右,且點火初期穩(wěn)定性由空氣鼓風(fēng),床層呈流化態(tài)。升溫時,分別開啟相應(yīng)點較差?；鹩蜆?床層加熱至600℃時,給入少量煤,煤燃燒后爐膛迅速升溫,待床溫升至所要求的溫度后,可停掉油槍;燃燒爐分離器至氣化爐的返料器和氣化爐至燃燒爐的返料器投入使用,調(diào)整、穩(wěn)定各運行參數(shù),將返料風(fēng)由空氣切換為蒸汽;流化床氣化爐流化介質(zhì)由空氣變?yōu)槊簹怙L(fēng)機提供的循環(huán)煤氣。圖3給出了循環(huán)流化床燃燒爐、流化床氣化爐升

8、溫過程變化。35min左右循環(huán)流化床燃燒爐床層溫度可達到800℃;流化床氣化爐起動初期床層呈微流化態(tài),點火油槍只能加熱床層上部物料,待床層上部溫圖3循