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气化残炭与低阶煤混燃特性及动力学分析

2020-08-04郑洪岩贾丁丁赵言冯智皓白宗庆

综合智慧能源 2020年7期

郑洪岩,贾丁丁,赵言,冯智皓,白宗庆*

(1.太原工业学院化学与化工系,太原030008;2.中国科学院山西煤炭化学研究所,太原030001)

0 引言

煤气化是现代煤化工的龙头技术,大力发展基于煤气化的煤基能源和化工系统是实现煤清洁高效利用的关键。气化残炭是循环流化床煤气化工艺中煤气除尘系统分离下来的细粉颗粒,高温气流床气化炉灰渣中也会累积部分残炭。气化残炭主要由未转化的煤半焦及飞灰组成,通过燃烧气化残炭的方式来回收这部分热量,可以提高整个过程的碳利用效率。但是由于气化残炭中的含碳物质在高温气化炉中经历了一定的停留时间,导致其挥发分低,燃烧活性较低。因此有必要针对低挥发分气化残炭的高效燃烧进行深入的研究,这对于提高整个气化过程的能效具有重要意义。

气化残炭性质与煤低温热解半焦类似,都具有挥发分低、着火点高和难燃尽的特点,同时气化残炭与半焦相比,灰分更高。针对煤低温热解半焦的燃烧特性已经有较多的研究,主要利用热重分析仪、小型燃烧试验装置来研究半焦的燃烧和污染物排放特性[1-7]。同时也利用多种模型包括Coats-Redfern 法、分布活化能模型(Distributed Activation Energy Model,DAEM)法以及多重扫描速率法[8-9]等对半焦燃烧的动力学进行分析,获得了不同结构性质热解半焦的燃烧特性。景旭亮等[10]对流化床气化炉半焦细粉的燃烧特性及动力学进行了研究,发现挥发分的存在能显著降低半焦细粉的着火点,其燃烧活化能随转化率的增加而增加。……

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