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1、煤热解燃烧多联产方案试验研究11122刘耀鑫,李润东,杨天华,方梦祥,骆仲泱1.沈阳航空工业学院,辽宁沈阳1101362.浙江大学,浙江杭州310027[摘要]在1MW循环流化床热电气多联产试验装置上进行了循环煤气热解半焦燃烧的试验研3究。试验结果表明,循环煤气煤热解燃烧多联产方案可以产生(12～14)MJ/m(标准状态)中热值煤气,但在气化炉中燃料转化率只有30%～40%,大部分燃料在燃烧炉中燃烧;气化炉温度对煤热解反应和燃烧炉运行影响较大;随着Ca/s摩尔比的增加,硫化氢浓度和焦油含量显著降低。[关键词]煤;循环流化床;多联产;热解;循环煤
2、气;燃烧[中图分类号]TQ546.2[文献标识码]A[文章编号]100223364(2008)0520001205煤的多联产系统将煤炭的多个生产工艺有机地集国内外进行有关煤热解、燃烧多联产技术的研究成在一起,可以实现煤炭资源价值的提升及利用率的较多,目前主要进行集成系统的概念验证和适宜联产[1]提高,同时使煤炭利用过程对环境友好,是一项符合我系统的关键技术突破。本文在1MW循环流化床热国国情的煤炭综合利用技术。电气多联产试验装置上,进行了循环煤气热解半焦燃本文研究的循环煤气热解燃烧多联产系统流程如烧的试验研究。图1所示。煤首先送入气化炉内热解,
3、产生的煤气经除尘净化后,一部分输出民用,另一部分被循环送入流1试验装置化床气化炉作为流化介质。气化炉内所需热量由循环[2]流化床锅炉高温循环物料提供,半焦及放热后的循环1MW循环流化床热电气多联产试验装置由循物料通过返料装置进入循环流化床锅炉,半焦燃烧产环流化床燃烧炉、流化床气化炉、烟风系统、汽水系统、生蒸汽用于发电、供热。煤气净化、数据采集、控制系统等组成(图2)。循环流化床燃烧炉总外形尺寸为0.91m×0.91m×11.2m,分成二段,下部截面为0.22m×0.22m,高0.8m,上部截面为0.31m×0.31m。气化炉总高为7.2m,分上
4、下二段,密相区直径为0.3m,高1.2m,稀相区直径为0.4m。气化炉和燃烧炉之间布置2个返料器,用于输送燃烧炉高温循环物料和气化炉半焦。返料器启动时用空气鼓风,进行试验研究时,为了保证两炉之间不互图1循环煤气热解燃烧多联产系统流程相串气,采用蒸汽鼓风。试验装置所有的温度、压力、收稿日期:2007211214作者简介:刘耀鑫(19772),男,博士,沈阳航空工业学院洁净能源研究所副教授,主要从事循环流化床气化、燃烧、多联产技术的教学与研究。E2mail:liuyaoxin77@163.com1流量等信号都通过PLC模块送入计算机,数据在线显能源
5、机构生物质气化作业中提出的《1998版大规模生示、存储,一些重要的参数又可以通过模拟表直接读物质气化装置所产煤气中焦油、颗粒物取样与分析方取。系统的运行工况可通过操作台进行调节。煤气成法暂行规定》进行。采用冷吸附方法,以二氯甲烷为吸分采用气相色谱Trace2000进行测量,Testo350XL烟收剂,吸收温度在-75℃,取样系统及操作规程见文气分析仪用于测量烟气成分及H2S浓度,烟尘采样采献[3]。用3012H自动烟尘测试仪。焦油的取样分析按国际图21MW循环流化床多联产试验装置试验用煤为兖州烟煤,煤的元素分析和工业分析见表0.58mm,粒径较
6、小有利于提高循环流化床的循环倍率。炉1,煤粒径分布为(0～8)mm。床料采用石英砂,平均粒径为内添加的石灰石为周浦石灰石,粒径为(0～2)mm。表1煤样的工业和元素分析%工业分析元素分析样品M-1adAadVadFCadQnet,ad/kJ·kgCadHadNadSt,adOad兖州煤1.7625.0928.5844.572437561.163.941.160.346.552试验结果和分析度升至600℃时,整个床层物料才充分流化,此时由于上部热物料和冷物料迅速换热,床层上部的温度由2.1系统起动600℃降至320℃。此后,床层温度快速升高,可以
7、看循环流化床燃烧炉、流化床气化炉起动分别采用出床上油枪点火方式升温缓慢,本试验系统中气化炉床下热烟气点火和床上点火方式。点火过程中两炉都床层升至800℃需要75min左右,且点火初期稳定性由空气鼓风,床层呈流化态。升温时,分别开启相应点较差。火油枪,床层加热至600℃时,给入少量煤,煤燃烧后炉膛迅速升温,待床温升至所要求的温度后,可停掉油枪;燃烧炉分离器至气化炉的返料器和气化炉至燃烧炉的返料器投入使用,调整、稳定各运行参数,将返料风由空气切换为蒸汽;流化床气化炉流化介质由空气变为煤气风机提供的循环煤气。图3给出了循环流化床燃烧炉、流化床气化炉升
8、温过程变化。35min左右循环流化床燃烧炉床层温度可达到800℃;流化床气化炉起动初期床层呈微流化态,点火油枪只能加热床层上部物料,待床层上部温图3循
