多段分级转化流化床煤气化技术研究开发进展 被引量：10

1

作者 房倚天 王志青 +8 位作者 李俊国 聂伟 郝振华 李春玉 王志宇 刘哲语 黄戒介 张永奇 赵建涛 《煤炭转化》 CAS CSCD 北大核心 2018年第3期1-11,共11页

为提高流化床煤气化炉的碳转化率和处理能力,中国科学院山西煤炭化学研究所对已有的灰熔聚流化床煤气化技术进行了升级,集成快速流态化技术,开发了多段分级转化流化床煤气化技术.该气化炉分为下部浓相射流段和上部快速提升段两部分,下... 为提高流化床煤气化炉的碳转化率和处理能力,中国科学院山西煤炭化学研究所对已有的灰熔聚流化床煤气化技术进行了升级,集成快速流态化技术,开发了多段分级转化流化床煤气化技术.该气化炉分为下部浓相射流段和上部快速提升段两部分,下部浓相射流段保留了灰熔聚气化技术的特征;在上部快速提升段,通过强化细粉循环以提高气固接触和细粉停留时间,并采取分段给氧方式以提高气化温度和细粉转化效率.通过基础研究,获得了煤加压热解特性和高温高压气化反应动力学规律;获得了加压气固流态化行为特征,分析了操作参数和关键结构对气固流场、浓度场分布的影响;完成了操作状态下气化炉内气固流动行为的数值模拟计算,研究了二次风对提升段流场的影响规律.在此基础上,建成了3.0 MPa、日处理煤量100t的中试装置,并开展了1.0MPa^2.8 MPa压力下的神木原煤及其热解半焦氧气/蒸汽鼓风中试试验研究.中试结果表明:在试验压力范围内实现了平稳长周期操作;可以直接气化热解半焦;带出细粉碳含量明显下降,气化碳转化率最高可达到95%;气化指标达到同类型气化炉先进水平.进而完成了千吨级工业示范装置的工艺软件包设计和经济评估. 展开更多

关键词 段分级转化流化床 加压气化 流态化 中试 工业示范

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基于煤炭分级转化的发电技术前景 被引量：11

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作者 岑可法 倪明江 +4 位作者 骆仲泱 方梦祥 王勤辉 王智化 岑建孟 《中国工程科学》 北大核心 2015年第9期118-122,共5页

面对我国一次能源以煤为主、能源需求日益增长以及大气环境持续恶化的现实,构建资源、能源、环境一体化的可持续发展能源系统是我国能源的战略方向。本文介绍了基于"煤炭既是能源又是资源"的理念提出的煤炭转化利用新技术—... 面对我国一次能源以煤为主、能源需求日益增长以及大气环境持续恶化的现实,构建资源、能源、环境一体化的可持续发展能源系统是我国能源的战略方向。本文介绍了基于"煤炭既是能源又是资源"的理念提出的煤炭转化利用新技术——煤炭分级转化发电技术的路线和特点。从节能减排等方面对该技术的发展前景进行了展望,指出煤炭分级转化的发电技术可提高煤炭发电的综合效益,改变煤炭单一用于发电的产业结构,可形成基于煤炭资源化利用发电的新产业链并缓解我国油气等资源的紧缺状况,对于改变和优化国家煤电产业结构、循环经济和节能减排具有重要意义。 展开更多

关键词 分级转化 梯级利用 节能减排 煤炭

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多段分级转化流化床提升管速度场的研究 被引量：5

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作者 王志雨 程中虎 +3 位作者 房倚天 赵建涛 黄戒介 王洋 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2012年第10期44-49,共6页

针对流化床煤气化过程中需要长气固接触时间和高固体浓度,开发了耦合灰熔聚流化床和提升管的多段分级转化流化床。为了研究多段分级转化流化床提升管中局部颗粒速度的径向、轴向分布,在不同的操作条件下,采用PV-6型颗粒速度测量仪在冷... 针对流化床煤气化过程中需要长气固接触时间和高固体浓度,开发了耦合灰熔聚流化床和提升管的多段分级转化流化床。为了研究多段分级转化流化床提升管中局部颗粒速度的径向、轴向分布,在不同的操作条件下,采用PV-6型颗粒速度测量仪在冷态实验装置中系统测定提升管内局部颗粒速度。实验结果表明:提升管中任何径向、轴向位置的颗粒速度随着操作气速的增大而增大,随循环量的增加而减小。操作条件对中心区颗粒速度变化的影响明显高于边壁区。颗粒的加速首先发生在提升管中心区域,然后向边壁区域扩展。颗粒速度径向分布的不均匀性沿轴向逐渐增大,并且受操作气速影响比较大。 展开更多

关键词 多段分级转化流化床 耦合 提升管 颗粒速度

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多段分级转化流化床提升管局部固体体积分数分布 被引量：4

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作者 王志雨 程中虎 +3 位作者 房倚天 王海艳 黄戒介 王洋 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2013年第11期33-37,共5页

在射流流化床与提升管耦合的多段分级转化流化床冷态实验装置上,采用PC6D型颗粒体积分数测量仪,系统研究了提升管中局部固体体积分数径向分布及其轴向发展规律。结果表明:固体体积分数的径向分布为中心区固体体积分数较稀、分布均匀,边... 在射流流化床与提升管耦合的多段分级转化流化床冷态实验装置上,采用PC6D型颗粒体积分数测量仪,系统研究了提升管中局部固体体积分数径向分布及其轴向发展规律。结果表明:固体体积分数的径向分布为中心区固体体积分数较稀、分布均匀,边壁区为体积分数高、分布陡峭的环核流动结构。提升管中径向颗粒体积分数的轴向发展为:提升管底部,中心区和边壁区固体体积分数随轴向高度的增加而减小,边壁区固体体积分数的减小趋势明显高于中心区;提升管的发展段,边壁区固体体积分数随高度的增加而减小,而中心区固体体积分数几乎不变。提升管所有截面上各径向位置的固体体积分数随表观气速ur,g的减小或固体循环量G S的增加而增大,边壁区固体体积分数受操作条件影响的敏感程度明显高于中心区和过渡区。拟合得到了升管不同径向区域内固体体积分数与截面平均固体体积分数的关系式,误差分析表明该表达式的计算值和实验值吻合较好。 展开更多

关键词 多段分级转化流化床 提升管 固体体积分数

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煤热解分级转化热电油天然气多联产系统技术经济性分析 被引量：6

5

作者 于扬洋 林伟荣 +4 位作者 肖平 李开坤 高洪培 时正海 王勤辉 《热力发电》 CAS 北大核心 2017年第9期8-16,共9页

以华能平凉煤作为设计煤种,构建了一套由煤热解单元、燃烧炉与汽水系统、煤气冷却净化单元、焦油加氢单元、水气变换单元以及甲烷化单元等组成的2×350 MW循环流化床(CFB)热解燃烧分级转化多联产系统。煤由给煤装置送至流化床热解炉... 以华能平凉煤作为设计煤种,构建了一套由煤热解单元、燃烧炉与汽水系统、煤气冷却净化单元、焦油加氢单元、水气变换单元以及甲烷化单元等组成的2×350 MW循环流化床(CFB)热解燃烧分级转化多联产系统。煤由给煤装置送至流化床热解炉,迅速升温至700℃并发生一系列热解反应,生成煤气、焦油和热解半焦。其中,热解煤气经加工合成煤制天然气;焦油经加氢提质合成清洁燃料油;半焦输送至CFB燃烧炉中燃烧发电。利用流程模拟软件Aspen Plus对整个流程进行了详细模拟并进行了初步技术经济性分析。结果表明,系统的能量转化效率达50.02%,项目的内部收益率为21.63%,动态投资回报期为8.29 a,具有广阔的市场应用前景。 展开更多

关键词 煤炭分级转化 热解 多联产 循环流化床 合成天然气 ASPEN PLUS软件 流程模拟 能量转化效率

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褐煤热解分级转化多联产系统环境与[火用]生命周期评价 被引量：4

6

作者 汤元君 池涌 +3 位作者 董隽 王勤辉 倪明江 周昭志 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期3510-3517,共8页

采用环境与火用生命周期评价方法对褐煤直接燃烧发电系统和褐煤热解燃烧分级转化多联产系统的环境影响与能量转化进行了分析。结果表明,环境影响方面,每燃用1 t褐煤,多联产系统产生的环境影响与直接燃烧相比在温室效应、酸化、富营养化... 采用环境与火用生命周期评价方法对褐煤直接燃烧发电系统和褐煤热解燃烧分级转化多联产系统的环境影响与能量转化进行了分析。结果表明,环境影响方面,每燃用1 t褐煤,多联产系统产生的环境影响与直接燃烧相比在温室效应、酸化、富营养化和光化学臭氧形成潜力方面分别降低61. 7%,62. 9%,38. 5%和20. 0%。原因主要是多联产系统由于热解气净化后使用燃气蒸汽联合循环发电技术,能量转化效率高,产生的直接排放少;同时除发电外,多联产系统联产了高附加值产品甲醇、燃料油、硫等,抵消了生产过程的环境排放。能量转化方面,直接燃烧与多联产系统的积累火用消耗效率分别为94. 4%和111. 9%,多联产系统的能量转化优于直接燃烧系统。多联产系统输出产物的积累火用总值高于投入原料与能量的积累火用消耗总值(效率高于100%),原因是多联产系统在常规生产电力的基础上联产了高附加值的产物。 展开更多

关键词 生命周期评价 [火用]生命周期评价 积累[火用]消耗 褐煤分级转化多联产 环境影响 能量转化

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糠醛渣分级转化制备分散剂和吸水性树脂

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作者 桂港 王小茹 +3 位作者 张璐 杜朝军 陈玮 常春 《林产化学与工业》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期80-88,共9页

采用分级转化策略,首先将糠醛渣中的木质素组分制备成木质素基分散剂(LS),在糠醛渣用量100 g、去离子水用量1000 g,反应温度70℃、反应时间3 h、氢氧化钠用量6.5 g、亚硫酸钠1.6 g、甲醛0.2 g的条件下得到的木质素基分散剂的分散力为105... 采用分级转化策略,首先将糠醛渣中的木质素组分制备成木质素基分散剂(LS),在糠醛渣用量100 g、去离子水用量1000 g,反应温度70℃、反应时间3 h、氢氧化钠用量6.5 g、亚硫酸钠1.6 g、甲醛0.2 g的条件下得到的木质素基分散剂的分散力为105%。以分离得到的纤维素残渣制备吸水性树脂,探究了反应温度、引发剂过硫酸铵(APS)用量、交联剂N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)用量、复合单体丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)总用量对吸水性树脂吸水倍率的影响。在丙烯酸中和度为60%,引发时间0.5 h,复合单体用量9 g,引发剂用量1.3 g,交联剂用量0.05 g,反应温度52℃,接枝共聚反应时间3 h的优化条件下,吸水性树脂的吸水倍率达到64.6 g/g。FT-IR分析表明AM、AA和纤维素残渣发生了接枝反应;SEM表明反应生成了交联网状结构的产物;热重分析说明AA和AM的引入提高了吸水性树脂的热稳定性;XRD表明AA、AM的接枝反应发生在纤维素残渣的骨架上。 展开更多

关键词 糠醛渣 分级转化 分散剂 吸水性树脂

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半焦加压燃烧的污染物排放及灰渣特性 被引量：4

8

作者 殷俊平 钟文琪 +2 位作者 周冠文 刘倩 窦元元 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期232-239,共8页

为研究煤加压分级转化中的半焦燃烧过程,建立了半焦加压燃烧机理实验研究系统.以陕西黑龙沟煤半焦为对象,研究了燃烧压力(0.1~0.5 MPa)、半焦种类(煤气和N2下热解所得)、半焦粒径(0~3和0~6 mm)对半焦燃烧污染物排放和灰渣矿物转化的影响... 为研究煤加压分级转化中的半焦燃烧过程,建立了半焦加压燃烧机理实验研究系统.以陕西黑龙沟煤半焦为对象,研究了燃烧压力(0.1~0.5 MPa)、半焦种类(煤气和N2下热解所得)、半焦粒径(0~3和0~6 mm)对半焦燃烧污染物排放和灰渣矿物转化的影响.结果表明,随着燃烧压力的升高,碳氧化物排放量增多,NO和SO2减少,NO排放浓度随压力升高呈多峰分散分布,SO2排放滞后且峰值减小,半焦粒径越大,半焦燃烧产生的CO2和NO越多,CO和SO2越少,煤气气氛热解所得半焦在燃烧时释放出的4种污染物均略大于氮气气氛.同时,随着压力的升高或半焦粒径的减小,由于半焦燃烧过程由非均相燃烧向均相燃烧过渡,灰渣中高温矿物减少,低温矿物增多,不同气氛下制得的半焦燃烧灰渣特性差别很小. 展开更多

关键词 加压煤分级转化 半焦 加压燃烧 污染物排放特性 灰渣特性

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玉米秸秆化学链热解过程铁基复合载氧体的载氧-催化性能 被引量：4

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作者 何笑 刘晶晶 +2 位作者 李文瑶 刘永卓 郭庆杰 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第10期4153-4163,F0004,共12页

生物质化学链热解利用载氧体将生物质热解-气化反应解耦为不同温度下进行的两级反应,能够同时得到高品质生物油/化学品和清洁合成气。本研究采用溶胶-凝胶法,分别选择碱土金属(Ca、Sr、Ba)和过渡金属(Co、Ni、Cu)制备了六种铁基复合载氧... 生物质化学链热解利用载氧体将生物质热解-气化反应解耦为不同温度下进行的两级反应,能够同时得到高品质生物油/化学品和清洁合成气。本研究采用溶胶-凝胶法,分别选择碱土金属(Ca、Sr、Ba)和过渡金属(Co、Ni、Cu)制备了六种铁基复合载氧体,并研究了它们在玉米秸秆生物质化学链热解过程中的载氧-催化性能。研究表明:六种还原态铁基复合载氧体对生物质热解液体产物具有良好的催化裂解、酮基化反应和加氢脱氧能力,显著减少生物油中含氧化合物的含量,增加烃类化合物的生成,在气化阶段将热解焦氧化成以CO为主要组成的合成气。其中,Ca-Fe复合载氧体使生物油中酸类化合物的含量从无载氧体时的29.4%降低到0.3%,合成气中CO产率达到330 L/kg生物质。在650℃、生物质-载氧体质量比为3∶6的优化条件下,对Ca-Fe复合载氧体的10次热解-气化循环进行了研究,结果表明,10次循环过程中Ca-Fe复合载氧体具有优异的催化、脱氧和氧化性能,但多次循环后存在铁相分离和团聚现象。因此,高效稳定铁基复合载氧体仍是未来生物质化学链热解的研究重点。 展开更多

关键词 铁基复合载氧体 化学链热解 分级转化 生物质 热解 合成气

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煤灰在流化床热解过程中对硫迁移特性影响 被引量：1

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作者 贾鑫 王勤辉 +1 位作者 胡赟 王维宽 《热力发电》 CAS 北大核心 2019年第10期77-83,共7页

在小型鼓泡流化床装置上研究了煤灰对热解过程中硫迁移和转化特性的影响规律。实验结果表明:以小龙潭煤为原料的热解过程中,添加煤灰抑制了H2S和COS的析出,这主要归因于煤灰中的Fe2O3与煤气中的H2S和COS发生了固硫反应;高温下(≥700℃)... 在小型鼓泡流化床装置上研究了煤灰对热解过程中硫迁移和转化特性的影响规律。实验结果表明:以小龙潭煤为原料的热解过程中,添加煤灰抑制了H2S和COS的析出,这主要归因于煤灰中的Fe2O3与煤气中的H2S和COS发生了固硫反应;高温下(≥700℃),煤灰显著促进了SO2的析出,这是由于高温下煤气中的还原性气体与煤灰中的硫酸钙发生还原反应生成了大量的SO2;煤灰在低温阶段(≤700℃)促进了CH3SH的分解,从而减少了CH3SH的析出量;煤灰的存在通过削弱H2S和半焦的相互作用减少了有机硫的生成量,进而减少了半焦的有机硫含量。 展开更多

关键词 煤热解 流化床 煤灰 硫迁移 分级转化 清洁燃烧

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加压喷动流化床煤快速热解的三维数值模拟

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作者 周冠文 钟文琪 YU Aibing 《中国科学院大学学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2020年第2期210-219,共10页

对处理量为50 kg/h的中试尺度喷动流化床反应器内加压煤快速热解过程进行数值模拟。研究反应器高度、煤进料口位置等结构参数以及不同压力(0.1、0.3和0.5 MPa)、射流风与流化风比值(0.2、0.3和0.4)和粒径(0~3和0~6 mm)等操作参数的影响... 对处理量为50 kg/h的中试尺度喷动流化床反应器内加压煤快速热解过程进行数值模拟。研究反应器高度、煤进料口位置等结构参数以及不同压力(0.1、0.3和0.5 MPa)、射流风与流化风比值(0.2、0.3和0.4)和粒径(0~3和0~6 mm)等操作参数的影响规律。结果表明:升高压力,煤与半焦混合程度降低,煤气产率提高;流化风量Qf不变,随射流风量Qs增加,气固流动更剧烈,颗粒温度分布更加均匀,顶部出口颗量增加;增大粒径虽可降低挥发分出口的颗粒量,但不利于煤与半焦混合。 展开更多

关键词 加压煤分级转化 加压煤热解 喷动流化床 数值模拟

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