胜利褐煤外热式气流床温和气化建模研究:模型的建立

• 作者: 孙加亮 张海永 王永刚 程相龙 许德平
• 来源期刊: 煤炭学报
• 学科: 工学
• 关键词: 气流床 温和气化 流动特点 气膜扩散 反应速率 模型
• 年，卷（期）: 2017,（9）
• 页码范围: 2447-2454
• 页数: 8页
• 分类号: TQ541
• 语种: 中文
• DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.2017.0172

摘要

以胜利褐煤为原料,在φ80 mmx3 000 mm下行气流床中进行了800℃/900℃气化实验,研究了炉内气固相流动特点、炉内反应分区、主要反应的动力学,进而建立了气化炉模型.结果发现,气相流动存在射流区、回流区、平流区,其中平流区占95％;实验条件下炉内依次发生热解、燃烧、气化反应;结合实验条件,利用缩合模型推导了H2O-O2协同作用影响下半焦氧化和气化反应的速率方程,发现它们分别受气膜扩散、化学反应控制,而且受协同作用影响,气化反应速率在添加氧气前后差异较大,故建模时采用推导的速率方程更切合实验条件和煤种特性;考虑H2,CO,CH4燃烧、半焦-CO2/H2气化,CO变换、CO-H2甲烷化反应,忽略速率较小的焦油燃烧、半焦-H2O甲烷化,CO2-H2甲烷化等反应;由于半焦微观结构的差异,不同温度和气氛下单位反应体积内气固相有效接触(碰撞)面积差异较大,建模时应分别考虑;通过以上研究建立了气化模型,模型预测值误差较小,92％预测值误差小于20％,75％预测值误差小于10％.