多种原煤焦的CO2气化特性研究.pdf

第30卷第8期 电力科学与工程 V01．30．No．8 16 Electric PowerScienceand 2014年8月 Engineering Aug．，2014 多种原煤焦的C02气化特性研究 林晓巍1，陈鸿伟1，何骏鹏1，李凡1，李 航2 (1．华北电力大学能源动力与机械工程学院，河北保定071003； 2．哈尔滨理工大学电气与电子工程学院，黑龙江哈尔滨150080) 摘要：研究煤气化对煤炭资源高效洁净利用、防治大气污染方面有重要意义。为了研究煤焦粒径、CO， 流量、煤焦质量、热解温度、热解恒温时间、气化温度对3种原煤焦气化反应的影响，在自行搭建的热 重分析仪上进行煤焦气化实验。研究结果表明，当煤焦粒径≤70 mL／min，煤焦质 txm，c02流量为600 量为0．1g时，可以消除内外扩散对气化反应的影响。热解温度和热解恒温时间对准东煤焦的气化反应 影响比较明显，对贵州煤焦影响则较小，浑源煤存在最佳热解恒温时间。研究结果通过大量实验数据得 出，对工程实际应用有一定指导意义。 关键词：煤焦；热解；气化；内外扩散 中图分类号：TK05文献标识码：A DOI：10．3969／j．issn．1672—0792．2014．08．004 少污染，促进煤化工合成产业发展。煤的气化¨引 0引言 是指煤在空气不充足的情况下，进行不完全氧化 的过程。通过气化剂介质(如0：、空气、水蒸气 煤炭在人类生存和发展过程中占有相当重要 等气体)将煤中的含碳物质转化成含CO，H，， 的地位。对我国而言，从能源的安全保障方面看， CH。等的高热值气体，也就是将煤中的含碳有机 相对于石油和天然气等能源，煤炭在储量上的优 物尽量转化为有应用价值的气态化合物，然后再 势非常明显。可以推断，未来非常长的一段时期 将这些气态化合物作为化工原材料或燃料。本文 内，煤炭在我国的能源结构中将会一直处于基础 自行搭建了热重分析仪，在常压下对3种原煤及 地位。目前我国在煤炭利用过程中出现了大量问 其混煤进行了CO，气化特性研究，研究了粒径、 题，例如生产成本太高、资源利用率较低等，其 CO：流量、煤焦质量、热解温度、热解恒温时间 中最主要的是在煤炭燃烧过程中产生有害气体对 和气化温度对气化反应的影响。 环境造成的污染，引起温室效应、酸雨、雾霾等 诸多环境问题，因此如何解决煤炭与环境污染之 1 实验装置及方法 间的矛盾成了当务之急。而通过先进的洁净煤技 术不仅可以提高煤炭资源的利用率，且有效降低 气化实验是本实验的核心部分，该部分在自 了煤炭利用过程中产生的污染，因而催生了洁净 行搭建的热重分析仪上进行，实验系统如图1所 煤技术的发展。目前，比较常用的洁净煤技术包 示。该气化实验装置由以下4部分组成：供气部 括煤的液化、热解、气化，以及多联产技术，而 分、加热部分、反应部分和失重数据记录部分。 煤气化技术是主要的洁净煤利用技术之一。 供气部分主要由CO，钢瓶和N，钢瓶、减压阀、转 相比较于煤的直接燃烧技术，煤气化技术能 子流量计和供气管道等组成，CO：和N：纯度 够更好地实现节省资源，提高煤炭的利用率，减 99．9％；加热部分主要包括温控仪、硅碳棒加热 收稿日期：2014—05—04。 万方数据 第8期 林晓巍，等多种原煤焦的c0：气化特性研究 17 器和热电偶等；反应部分是气化反应所在区域， 2h，然后用电子天平