D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1985.04.002 北京钢铁学院学报 1985年第4期 蒸汽通人粉煤流化床时煤的气化 传输原理教研室张先播张洪 摘要 本文重点讨论了粉煤流化床内蒸汽使煤气化时气化温度、流化速度及料层高度 三因态对煤气产率、蒸汽分解率、容积气化强度及煤气质量诸气化指标的影响。实 验中测取了不同实验条件下煤气成份和温度在流化床中的纵向分布。 一、前 言 煤炭气化工艺的开拓至少已有一个半世纪的历史了。气化方式多种多样。近年来，流态 化气化法受到极大的重视。 五十至六十年代主要对流化气化法进行可行性研究。从七十年代开始，才对该法影响气 化的各因素进行深入的研究。 Fredersdorff)粗略地讨论了流化床中所发生的气化反应类型及反应速率。Wen() 进一步研究了气化反应速率的表示式，并在此基础上建立了求解气化过程各参数的数学模 型。Johnson3.)和onJensen1详细地研究了流化床气化过程的反应动力学问题，提出 了一些经验和半经验公式。一直到最近仍有人在不断探讨如何更准确地表达气化反应的速 率。Pulsifer in和Martin【s-]研究了气化温度和压力两个因素对气化过程的影响，重点 描述了这两个因素对煤气组成的影响，但基本上未作解释。1981年天津市政工程设计院也简 略地讨论了流化床中操作因素对气化过程的影响。 本文研究的目的是为了验证前人的某些尚有争议的结论，并对过去未州以解释的实验现 象作出较为合理的解释，同时，根据实际气化过程的需要，研究某些新因素对气化过程的影 响。 本文重点讨论了粉煤流化床内蒸汽使煤气化时气化温度、流化速度及料层高度三因素对 煤气产率、蒸汽分解率、容积气化强度及煤气质量诸气化指标的影响，测取了不同实验条件 下煤气成分和温度在流化床中的纵向分布。 二、实验过程 实验流程见图1。高位水箱中的水经转子流量计计量后进入直流式蒸汽发生器，发生器 具有自我平衡性能，即随着进水量的增，发生器内水位上升，蒸发面积加大，蒸发量也随 之加大，直至蒸发量与进水量相平衡，从而将蒸汽量的计量转花为液体水量的计量。从发生 器出来的饱和蒸汽进入电加热的蒸汽过热器，可将蒸汽过热至400℃以上。过热后的蒸汽进 6北京钢铁 学院学报 年 第 期 蒸汽通人粉煤流化床时煤的气化 传输原理教研 室 张先樱 张 洪 摘 要 本 文重 点讨论 了粉煤流化床 内蒸汽使煤 气 化 时气化 温度 、 流 化速度及 料层 高度 三 因态对煤 气产率 、 蒸汽分 解率 、 容积 气化 强度及煤 气质量诸 气 化指标 的影 响 。 实 验 中测取 了不 同实验条件下煤气成份 和 温度在流 化床 中的纵 向分布 。 一 、 前 、 一 口 ，， ， 户 口 煤炭气化工艺 的 开拓至 少 已有一个半世 纪的历 史 了 。 气化方式 多种 多样 。 近年来 ， 流态 化气化法受 到极大的重 视 。 五十至 六十年代主 要对流 化气化法进行可 行性研 究 。 从七十年代开始 ， 才对 该法影响气 化的 各因素进行 深入 的研 究 。 ’ 粗略地讨论了流 化床 中所发生的 气化反应 类型及反应速 率 。 ’ 进一 步研 究 了气化反应速 率的表示式 ， 并 在此 基础 上建立 了求 解气化过程 各参数的数学模 型 。 咚 ’ 毛 和 。 叫 详细地研 究 了流化床气化过程 的反应 动力学 问题 ， 提 出 了一 些经验和半经验公式 。 一直到最近仍有人 在不断 探 讨如 何 更准确 地表达气 化 反应 的速 率 。 和 汇“ 一 研 究 了气化温度 和压 力两个 因素对 气化过程 的 影响 ， 重点 描述了这两个因素对煤气组成的影响 ， 但基本 上未作解释 。 年天津市政工程 设计院也简 略地讨论 了流化床中操作因素对气化过程 的影响 。 本文研 究的 目的是 为了验证前人 的 某 些尚有争议的 结论 ， 并对过去未加 以解释 的实验现 象作出较为合理的解释 ， 同时 ， 根据实际 气化过程 的需 要 ， 研 究某 些新 因素对气化过程 的影 响 。 本文重点讨论 了粉 煤流化床内蒸 汽使煤气化 时气化温度 、 流化速度及 料层 高度 三 因素对 煤气产 率 、 蒸 汽分解率 、 容积 气化强度 及煤气 质量诸 气化指标 的影响 ， 测取 了不 同实验条件 下煤气成分 和温度 在流化床 中的纵 向分布 。 二 、 实验过程 实验流程见 图 。 高位 水箱 中的 水经 转子 流量计计量后 进入 直流式蒸汽发生器 ， 发生器 具有 自我平衡性能 ， 即随着进 水量 的 增加 ， 发生 器 内水 位上升 ， 蒸发面积 加大 ， 蒸发量 也随 之加大 ， 直至蒸发量 与进 水量相 平衡 ， 从而将蒸汽量 的 计量 转 化力液 体水量 的计量 。 从发生 器 出来的饱 和蒸汽进入 电加热 的蒸 汽过 热器 ， 可 将蒸汽过 热 至 ℃ 以 上 。 过 热后 的蒸汽进 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1985．04．002