洁净煤技术发展（精品）.doc

《洁净煤技术发展（精品）.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、净煤技术发展学院：能环学院班级：10-热动2班姓名：赵登科学号：1062126202洁净煤技术发展在世界能源结构屮，煤炭长期以来一•直处于非常重要的地位。在我国，煤炭更是处于能源结构的主导地位，并且其主导地位在未来相当长的时期内不会发牛根本性改变。因此，提高煤炭使用效率、降低环境污染、替代石油制备优质液体燃料和化学詁成为我国煤炭资源利用的主导方向。我国国情的自主洁净煤技术及其产业化道路，在煤的热化学转化、煤基液体燃料与化学品合成、煤炭利用屮的污染物控制等关键科学和丁-稈•技术方面取得了突破。笔者将通过煤化所的些主要成果来介绍我国在洁净煤技术方而的研究进展。1煤热

2、解一燃烧/汽化耦合的化学与工程基础基于煤高效洁净转化的重人需求，煤化所提出了煤分级转化的方案通过对煤热解一燃烧/汽化耦合过程屮的关键基础和工程问题的研究，认识了煤的结构和性质与热解一燃烧/汽化行为之问的内在联系，揭示了煤屮矿物质和龙机添加剂对污染物逸出的影响规律和固定作用。该方案提出并实现了在微量氧存在下，煤热解屮实时脱硫新过程，并使脱硫率从45%大幅提高到73%,确立了通过调变矿物质组成來实现煤高效汽化的原理，发现了高温加压和复杂反应气氛（02/II20/C0）屮煤汽化反应机理和动力学特征以及反应器内气固流动、传热、传质及固体物料选择性分离的规律，解决了煤热解

3、-•燃烧耦合系统屮燃烧锅炉/热解反应器Z间的料封、半焦黏结和油气/粉尘分离等关键技术问题。1）针对煤热解一燃烧耦合过程。重点研究了煤热解与循环流化床燃烧系统的耦合。鉴于燃烧是典型的放热过程，而煤热解是吸热过程，通过耦合系统利用燃烧产牛的热灰作为热载体使煤热解牛成液体和气体燃料，煤热解半焦与热灰返冋循环流化床进行燃烧，有效地提高了耦合过程屮的能量利用效率。由于燃烧气氛屮存在大量的氧气，而热解会产牛还原性气体，如果燃烧反应器屮的含氧气体混入热解反应器屮，会与热解反应器屮的可燃气体发牛反应，降低燃气热值.甚至爆炸，所以，在煤热解一燃烧耦合系统屮气体物质的料封控制尤其重

4、要。通过循环流化床冷态实验。对安装干倔反应器和循环流化床系统的气固流体流动稳定性进行了考察，确定了气速、循环量、干啊器进料量三者对稳定料封的匹配关系，并在工艺上进行了相应的合理设计，实现了料封物料（热载体和半焦的｝昆合颗粒）的安全稳定流动。由于热解过程屮重焦油的牛成加重了半焦在热解反应器壁上的黏结，通过优化灰煤比例及操作条件，避免了半焦颗粒的黏结，实现了热解反应器的稳定运行。通过对反应器流动方式、结构和流体流动的优化，实现了油气和半焦的无水高效分离，粉尘质量分数降至1%。上述技术问题的解决.大大促进了煤热解一燃烧耦合过程的工程化进程，H前，煤化所已与金业合作建成

5、了5t的屮试装置，其工艺过程见第17页图2。实践证明，装置运行稳定，己实现每吨煤产气100m、产焦油60kg,挥发分提取率50%,远远超过预期的33%。2）围绕煤热解一汽化的耦合，重点对煤汽化化学反应特点和传递过程进行了深入系统研究，对加压气固流态化行为特点和传热、传质及固体物料选择性分离的行为规律获得了清晰的认识。发现反应器内由气体分布引发的固体物料流动行为的变化会对传热、传质产牛显著的影响，这为汽化炉反应器关键组件（如分布板、下料管等）的工程设计提供了重要理论依据采用实验研究和流体力学CFD）模拟相结合的方法，系统研究了在压力条件下，流化床内的气固流动特点和

6、气泡动力学行为,采用压力仓和电容层析成像仪（ECT）、eCD摄像技术相结合的方式.实现了压力条件下实验现象的可视化。根据多反应区优化耦合机理，利用水蒸气活化汽化、射流区高温汽化和长固体停留时间等方法，发展了灰熔聚流化床汽化及流化床一气流床复合汽化技术，将传统流化床汽化炉适用煤种范围从高汽化活性的褐煤、烟煤拓宽到无烟煤、石油焦和热解半焦，为煤热解一汽化耦合技术的设计和优化提供了一条新的工程技术径。在此基础上。日处理煤fi3＜）0t的灰熔聚流化床汽化装置己实现工业化运行，并将有6台汽化炉投入工业应用。2煤间接液化制液体燃料面向国家重大战略需求.在煤间接液化方面形成了

7、独特的铁基高温浆态床费托合成技术。该技术使催化剂性能和产能大幅提高，甲烷选择性由质量分数为5%—10%降低到2.5%〜4.0%。系统能量转化效率从38%〜40%提高到43%〜45%。详细考察了高温浆态床费托合成新体系的反应工程规律，认了在高温条件下催化剂本体结构强度变化规律和化学疲劳机理，完成了反应器模型化和过程模拟分析，建立了费托合成详细动力学研究实验和模型化方法，以及用于大规模复杂系统的参数优化组合算法（随机一遗传一•连续算法）-对多个型号的催化剂（尤其是高温催化剂）进行了大规模的动力学实验研究。结合商业化通用过程模拟平台AsPEN-Plus.形成了费托合成

8、过程专用模拟软件系统，该