李茂燕

摘 要：为了验证升温方式对中试鼓泡流化床气化过程的影响。本文分别采用了三种不同的升温方式进行了试验。试验选用的原料包括木屑、木屑木炭混合物、纯木炭等。试验过程中主要针对气体品质、焦油含量、气化温度等进行了检验和研究。试验对于自供热中试流化床的升温方式寻找最佳方案提供参考作用。

关键词：流化床；升温方式；焦油含量

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.24.236

0 引言

关于鼓泡流化床的研究国内外学者做过很多研究，包括对这种设备的传热效率、燃料选择、冷态流动特性都进行过试验。对于该床型的升温规律，我国多位学者做过专项的数值模拟试验，在温度对气化效果的影响方面颇有建树。试验的方式有以鼓泡流化床模型为反应器，以固定预热温度和固定床高为条件的模拟试验，有以鼓泡流化床为反应器，冷态条件下考察原料粒径等对流化速度的影响的模拟试验，有对木屑等构成的双组分流化进行研究。目前较为广泛使用的升温方式为外加热源，这种方式具有升温速度块、温度可控性强的优势，但是也存在一些缺陷，在工业生产中受到争议。

1 试验描述

1.1 原料和床料

在流化床内加入的木炭和石英砂是为了保证物料受热均匀，能够完全发生气化反应。木炭的孔隙占到木炭体积的6%以上，燃料特性参数为：发热量为8000Kcal每公斤，热值为29-35之间，主要成为为C，灰分为5.6%。木屑的粒径在0.2至0.4之间，烘干后含水率在9%以下[1]。

1.2 实验用装置

包括供气、预热、气化、引风、鼓泡流化床、布风板、炉体砌耐火水泥等装置。

1.3 试验过程

（1）第一种升温为木屑升温式。将木屑加入供料装置，堆成大约10厘米高后，点燃木屑，通风以帮助木屑完全燃烧。待温度升高至350度左右后加入石英砂。加入的量由少到多，视温度而定，待温度维持在750度左右后，开始试验。

（2）第二种升温是木屑与木炭混合升温，将木炭装入加床料装置后，点燃木炭至于完全燃烧，在温度升温到350度后加入少量木屑，再加入一定量的石英砂。最后将木炭和木屑轮流加入炉内，最终炉内温度达到800度时，对木屑进行试验。

（3）第三种方式是木炭升温式。点火点燃加床料装置中大约10厘米高的木炭，待炉内温度达到350度后加入石英砂，温度继续升高过程中加入木炭，炉内温度达到900度时，对木屑进行试验[2]。

2 升温方式对气化温度的影响

（1）通过三种升温方式的实验，可以看到预热后升温过程中气化阶段的温度的变化。木屑式升温方法在加入石英砂前后的升温速度是由慢到更加慢，升温速度大约为5个小时左右，在木屑继续添加后，温度变化趋于平稳。木屑与木炭混合式升温方法，升温速率较纯木屑法快，但是系统压力不稳定，整体升温时间大约为4个小时，当温度升到900度后，在纯木炭间加入木炭后，升温速度加快。纯木炭的升温方式升温速度是最快的，整体升温时间约为3个小时，而且炉内压力趋于稳定。

从试验得出结论，纯木炭式升温要比其他两种具有优势。单位释放的热量较高是其具有优势的原因之一，再就是随着床层的升高，蓄热能力也在不断增强，也是让纯木炭式升温优于其他两种的原因。

（2）通过对三种升温方式产生焦油的实验得出结论，从气化温度看，物料的化学反应在温度相同的前提下生成的产物是相同的，木炭式升温方式温度高于其他两种，因此减少了焦油的生成量。这是由于木炭在升温过程中提供了高于其他两种的热量，因此随着温度的升高，焦油的含量相应减少[3]。

3 结语

（1）木炭式升温速度快，升温时间短，进料操作稍显复杂，需要优化进料设备；

（2）木炭式升温方式产生的焦油量少，减低了后期净化难度；

（3）木炭式升温方式产生的气体品质高于其他两种。

参考文献：

[1]范冬梅.低阶煤热解半焦的气化反应特性研究[D].中国科学院大学，2013.