气化参数影响气流床煤气化的模型研究(Ⅰ)--模型建立及.pdf

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1、万方数据气化参数影响气流床煤气化的模型研究(工)模型建立及验证吴学成，王勤辉，骆仲泱，方梦祥，岑可法(浙江大学热能工程研究所，能源清洁利用与环境工程教育部重点实验窒，浙江杭州310027)摘要：为评价和优化气流床煤气化中的气化方案和气化参数，从化学动力学角度并结合化学平衡，依据气流床特性建立了气化动力学模型．该模型考虑了煤热解和气化所经历的各反应过程，如C一0。、C—H：()、C—CO。、C—H：等异相反应以及挥发分燃烧、水煤气平衡、甲烷蒸汽重整等均相反应．模型对三个工况的计算结果与实验实测数据吻合较好；同时对气流床煤气化整个气化过程(氧化、还原和平衡三阶段)的模拟合

2、理、正确，表明所建模型可以用于预测气化参数对气流床煤气化的影响特性．关键词：煤气化；气流床；气化模型中图分类号：TQ229．8文献标识码：A文章编号：1008～973X(2004)10—136l—05Modellingoneffectsofoperationcoalgasification(I)：ModelparametersonentrainedflowestablishedandvalidationWUXue—cheng，WANGQin—hui，LUOZhong～yang，FANGMeng—xiang，CENKe—fa(InstituteforThermalPow

3、erEngineering。CleanEnergyandEnvironmentEngineeringKeyLaboratoryofMOE，ZhejiangUniversity，Hangzhou310027，China)Abstract：Akineticcoalgasificationmodelcombiningchemicalequilibriumwasdevelopedtoevaluateandoptimizegasifyingparametersinentrainedflowbedgasification．Heterogeneousandhomogeneousre

4、ac—tionsoccurredincoalpyrolysisandgasificationprocessessuchasC一02，C—H2O，C—C02，C—H2andCO—Oz，H2一02，CO—H2O，CH4一H2Owereconsideredinthismodel．Modelcalculatingresultsareingoodagreementwiththemeasurementdatafromentrainedflowcoalgasifiers．Modelsimulationsofcoalgasificationprocessesinentrainedfl

5、owcoalgasifierswerefoundtobereasonable．Itimpliestheestablishedmodelmaybeusedtopredicttheeffectsofoperationparametersonentrainedflowcoalgasification．Keywords：coalgasification；entrainedflowbed；gasificationmodel在中国，长期以来传统的煤燃烧利用方式带来了严重的资源与环境问题，煤气化成为洁净、高效利用煤炭的最主要途径．目前一些先进的发电系统(如整体气化联合循环(IGCC

6、)、高性能电力交流(HIPPS)等)都以煤气化为核心，同时美国能源部(DOE)提出的Vision21(展望21世纪)能源系统和Shell公司提出的SyngasPark(合成气园)的基本思想也是以煤气化为龙头，所得的合成气作为各种洁净、高效利用系统的气源，因此煤炭气化已经成为许多能源高新技术的关键技术和重要环节．气流床气化比其他气化炉(固定床和流化床)气化具有气化强度高、生产能力大、碳转化率高的优点，在多联产和先进发电系统中也是人们关注的一种气化方法．在气流床煤气化过程中，不同的气化参数(气化剂、温度、压力等)对气化过程的性能参数以及最终生成煤气成分有很大的影响．从定量

7、的角度研究不收稿日期：2003—10—19．浙江大学学报(工学版)网址：www．journals．ziu．edu．cn／eng基金项目：国家重点基础发展规划资助项目(G1999022105)．作者简介：吴学成(1978一)．男。浙江长兴人，博士生，从事洁净煤技术研究．E—mail：fencewu@zju．edu．ell万方数据浙江大学报(工学版)第38卷同气化参数对气化的影响，能够凸显出气化反应系统本身对各种气化参数响应的敏锐程度，从而更深层次地理解气化机理的内在规律性，在实际工程应用中，对各种气化方案的优化以及气化炉的设计也具有直接的指导意义．但就