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1、第23卷第12期煤气与热力Vol.23No.122003年12月Gas&HeatDec.2003文章编号:1000-4416(2003)12-0707-04卵石床高温空气气化的影响因素蒋绍坚,王晓波,柳楷玲,郑彦民,艾元方(中南大学能源与动力工程学院,湖南长沙410083)摘要:介绍了卵石床固体燃料高温空气气化炉的结构,并从气化过程的影响因素出发阐述了产品燃气热值较高、燃料利用范围较广、燃气品质较好、碳转化率较高、结构紧凑、经济性好等特点。关键词:高温空气气化;卵石床;气化炉中图分类号:TU996文献标识
2、码:AInfluencingFactoronHighTemperatureAirGasificationinPebbleBedJIANGShao-jian,WANGXiao-bo,LIUKa-iling,ZHENGYan-min,AIYuan-fang(InstituteofEnergyandPower,CSU,Changsha410083,China)Abstract:Theconstructionofpebblebeddowndraftgasifierisproposed.Therealizationoftechnologyadvan-tagessuchas
3、highercalorificvalueofgas,highercarbonconversionefficiencyandgoodeconomicbenefitisex-plainedfromtheinfluencefactorongasificationprocess.Keywords:hightemperatureairgasification;pebblebed;gasifier1引言2卵石床气化器结构[13]高温空气/水蒸气气化利用技术(High在HTAG气化系统中,关键部件是卵石床气化TemperatureAirGasification,简称
4、HTAG),是由日本东器,其结构如图1所示。该气化器实际上是固定床京工业大学的RyoichiTanaka等人在进行高温空气下吸式气化器的一种改进型,炉体分为预热空气导燃烧技术(HTAC技术)的研究工作中提出来的,并入区1、气化区、气渣分离区4、液态排渣区5共4个已经开发出了能产生高温预热空气/水蒸气的高温部分,气化区又可分为泡化床区2和卵石床区3两[4,5]空气发生器,这为利用高温空气水蒸气进行固个部分。体燃料的气化提供了可能性。卵石床气化炉就是为高温空气从气化炉预热空气导入区两侧导入,了采用该新技术而开发出来的一种新型气化炉,在两个高温空气喷嘴中心线有一定错位
5、,以便形成涡国外的研究工作中已经从理论与试验中得到证明,流。喷嘴附近区域敷设一定厚度的耐火材料,以防它能获得高品质的燃气,具有气化效率、碳转化率和烧坏炉壁。在泡化床区高温空气气化剂与上部导入燃气热值较高,燃气中焦油含量少,燃气产率高等优的固体燃料会合,进行气化。在泡化床区,固体燃料点。本文就这些优点的实现来阐述和分析气化炉中得到干馏热解,挥发分迅速燃烧并释放出大量的热,对气化过程的影响因素。剩余的焦油以及其他一些灰渣被卵石床捕获,并在其表面得到充分气化。由于卵石床区的温度保证在收稿日期:2003-05-30基金项目:国家863基金项目资助(2001AA5
6、14013)作者简介:蒋绍坚(1963),男,湖南邵阳人,教授,博士,主要从事高温低氧燃烧和生物质高温气化研究。708煤气与热力2003年灰渣熔点以上,灰渣在此熔化,并流入下面的气渣分应。吸热反应为:离区与燃气分离,以液态形式进入冷却槽冷却排出。C+CO22COH=+160.1MJ/kmol(1)C+H2OCO+H2H=+118.8MJ/kmol(2)C+2H2OCO2+2H2H=+77.5MJ/kmol(3)1CnHm+nH2OnCO+(n+m)H2(4)2吸热反应得到有效的H2,CO成分。另一组放热反应也是
7、气化过程中必不可少的:C+O2CO2H=-406.4MJ/kmol(5)1C+O2COH=-123.2MJ/kmol(6)211CnHm+(n+m)O2nCO2+mH2O42图1卵石床气化器结构(7)放热反应所释放出的热量是作为第一组反应的该气化器周壁采用耐火砖构成,并使其有足够能量来源,以保证气化反应中的热平衡,在卵石床气厚度以保证外壁的温度不会太高。与普通的固定床化器中它还起到保证卵石床的温度在灰渣熔点以上气化器结构不同的是采用卵石床层以加强固体燃料的作用。的气化。卵石球采用Al2O3材料,具有高比热容、高在HTAG气化器中,我们引入1000以上
8、的高熔点的特点,不仅适应
