加压射流流化床煤催化气化制天然气的模拟研究

• 作者: 康守国 张荣 李伟伟 李克忠 毕继诚 祖静茹
• 来源期刊: 化学反应工程与工艺
• 学科: 工学
• 关键词: 加压射流流化床 催化气化 模拟 合成天然气
• 年，卷（期）: 2014,（1）
• 页码范围: 79-90
• 页数: 12页
• 分类号: TQ546.2
• 字数: 4435字
• 语种: 中文

摘要

以煤催化气化制合成天然气技术为研究背景，内径0.2 m，高6 m，处理量为0.5 t/d的流化床气化炉为研究对象，建立了煤催化气化流化床气化炉的数学模型。将气化炉简化为3个区域：分布板区、气泡区和自由段区，基于稳态一维模型，考虑了加压下流体力学性质（最小流化速度、射流高度和直径、气泡直径和速度以及床层膨胀比），质量和热量传递，以及催化气化反应动力学（煤焦燃烧、水蒸气气化、变换和甲烷化）等因素对气化结果的影响。计算结果表明：当射流管引入氧气后，颗粒温度迅速达到最大值随后下降最后趋于平缓；氢气和二氧化碳浓度随着床高近似线性增加，但一氧化碳和甲烷随床高增加缓慢；3.1 MPa时最大气泡直径约为0.11 m，气化炉内不会发生节涌现象。计算床温和气体组成与实验结果有良好的一致性。