中国科学院战略性先导科技专项(XDA07050100)
- 作品数：34 被引量：153H指数：8
- 相关作者：房倚天黄戒介王志青赵建涛宋双双更多>>
- 相关机构：中国科学院山西煤炭化学研究所中国科学院大学菏泽学院更多>>
- 发文基金：中国科学院战略性先导科技专项国家自然科学基金山西省青年科技研究基金更多>>
- 相关领域：化学工程理学动力工程及工程热物理石油与天然气工程更多>>
- 多段分级转化流化床煤气化技术研究开发进展被引量：8
- 2018年
- 为提高流化床煤气化炉的碳转化率和处理能力,中国科学院山西煤炭化学研究所对已有的灰熔聚流化床煤气化技术进行了升级,集成快速流态化技术,开发了多段分级转化流化床煤气化技术.该气化炉分为下部浓相射流段和上部快速提升段两部分,下部浓相射流段保留了灰熔聚气化技术的特征;在上部快速提升段,通过强化细粉循环以提高气固接触和细粉停留时间,并采取分段给氧方式以提高气化温度和细粉转化效率.通过基础研究,获得了煤加压热解特性和高温高压气化反应动力学规律;获得了加压气固流态化行为特征,分析了操作参数和关键结构对气固流场、浓度场分布的影响;完成了操作状态下气化炉内气固流动行为的数值模拟计算,研究了二次风对提升段流场的影响规律.在此基础上,建成了3.0 MPa、日处理煤量100t的中试装置,并开展了1.0MPa^2.8 MPa压力下的神木原煤及其热解半焦氧气/蒸汽鼓风中试试验研究.中试结果表明:在试验压力范围内实现了平稳长周期操作;可以直接气化热解半焦;带出细粉碳含量明显下降,气化碳转化率最高可达到95%;气化指标达到同类型气化炉先进水平.进而完成了千吨级工业示范装置的工艺软件包设计和经济评估.
- 房倚天王志青李俊国聂伟郝振华李春玉王志宇刘哲语黄戒介张永奇赵建涛
- 关键词：加压气化流态化中试
- 加压下氢气对煤焦水蒸气气化反应的影响被引量：2
- 2014年
- 在加压固定床微分反应器上对霍林河褐煤焦(HLH)、神木烟煤焦(SM)和晋城无烟煤焦(JC)与水蒸气/氢气混合气的加压气化反应特性进行了研究。结果表明,氢气对煤焦水蒸气气化反应具有明显的抑制作用,其抑制作用大小分别随氢气分压、总压和煤阶的提高而增强,而随反应温度升高而减弱;有氢气存在和无氢气存在时煤焦水蒸气气化反应过程都能用相同的动力学模型描述,有氢气存在时煤焦水蒸气气化的最终碳转化率低于纯水蒸气气化的最终碳转化率;氢气对煤焦水蒸气气化反应的抑制机理与氢气的分压范围有关,当氢气分压很低时,氢气的抑制作用主要是由于氢气离解生成的氢原子占据煤焦表面活性位所致,而当氢气分压很高时,氢气的抑制作用主要是由于氧交换反应的逆反应加强所致。
- 阎琪轩王建飞黄戒介赵建涛房倚天
- 关键词：煤气化
- 多段分级转化流化床提升管局部固体体积分数分布被引量：4
- 2013年
- 在射流流化床与提升管耦合的多段分级转化流化床冷态实验装置上,采用PC6D型颗粒体积分数测量仪,系统研究了提升管中局部固体体积分数径向分布及其轴向发展规律。结果表明:固体体积分数的径向分布为中心区固体体积分数较稀、分布均匀,边壁区为体积分数高、分布陡峭的环核流动结构。提升管中径向颗粒体积分数的轴向发展为:提升管底部,中心区和边壁区固体体积分数随轴向高度的增加而减小,边壁区固体体积分数的减小趋势明显高于中心区;提升管的发展段,边壁区固体体积分数随高度的增加而减小,而中心区固体体积分数几乎不变。提升管所有截面上各径向位置的固体体积分数随表观气速ur,g的减小或固体循环量G S的增加而增大,边壁区固体体积分数受操作条件影响的敏感程度明显高于中心区和过渡区。拟合得到了升管不同径向区域内固体体积分数与截面平均固体体积分数的关系式,误差分析表明该表达式的计算值和实验值吻合较好。
- 王志雨程中虎房倚天王海艳黄戒介王洋
- 关键词：提升管
- 半焦的多循环气化活性及微观结构分析被引量：12
- 2013年
- 为了研究工业流化床气化条件下多循环过程中半焦的气化活性及微观结构变化规律,在快速反应固定床装置上,对三种不同煤阶的半焦进行了模拟多循环气化。通过残焦质量计算得到了循环次数对半焦碳转化率的影响,并利用孔隙分析仪和XRD分析仪考察了半焦的微观结构变化。结果表明,随循环次数的增加,低阶霍林河褐煤半焦的转化率增加,而神木烟煤和晋城无烟煤半焦的转化率降低。多循环过程中"冷淬"效应的存在使得半焦的BET比表面积和微孔比表面积随循环次数呈"山形"趋势变化,而石墨化结构与转化率的变化趋势一致,是决定碳转化率变化的决定性因素。
- 景旭亮王志青余钟亮房倚天
- 关键词：流化床比表面积气化活性
- 烟煤与生物质快速共热解产物特性分析被引量：18
- 2015年
- 研究了烟煤(YL)分别与富含半纤维素的玉米芯(CB)和富含木质素的松木屑(SD)快速共热解产物产率和气体组成的变化规律。结果表明,烟煤与生物质共热解组分互相作用,造成共热解气、液、固相产率和气体组成的明显变化,且与生物质种类有关。相对于独立热解过程,玉米芯丰富的半纤维素造成热解水蒸气和CO2浓度较高,且玉米芯中富含的K元素挥发迁移至煤焦表面,对热解半焦与水蒸气、CO2的气化反应起到催化作用,反应生成的H2和富氢组分易与热解生成的自由基结合,抑制自由基之间的缩聚反应,使得共热解气体和液体产率增加,而半焦产率减小。烟煤/松木屑共热解过程中,松木屑中富含的Ca元素在煤焦表面迁移,促进了松木屑热解液体在半焦表面裂解反应,生成CO2、CO和富氢自由基等轻质组分,造成共热解半焦和液体产率降低而气体产率增加。热解产物半焦、焦油、水蒸气、CO2之间的气化和裂解反应均产生富氢的次生组分,从而提高了共热解气体中CO和烃类气体产率,降低了H2产率。
- 王建飞赵建涛李风海王志青黄戒介房倚天
- 关键词：生物质快速热解产率
- 重油残渣与不同煤阶煤共热解/气化实验研究被引量：9
- 2014年
- 采用快速热解固定床在恒温热解条件下研究了不同混合比例不同煤阶煤与重油残渣共热解焦的形貌和焦产率的规律,进而在热重分析仪上采用非等温气化方法研究了煤焦、重油残渣焦及混合焦的气化反应性。结果表明,煤与重油残渣共热解焦有明显的结块现象,但焦产率与理论值一致,表明共热解过程中两者没有相互作用。重油残渣焦的气化反应性较褐煤和烟煤的低,比无烟煤活性略高,重油残渣与褐煤和烟煤混合焦气化反应速率比计算值高,表明气化过程有促进作用存在,进一步分析表明,煤中的矿物质如Ca、Fe,对重油残渣气化有一定的催化作用。
- 张乾李庆峰张林仙景旭亮余钟亮宋双双王志青房倚天
- 关键词：煤共热解气化
- 气固流化床分布板区流动特性被引量：4
- 2013年
- 采用摄像法,在2维流化床中,研究了孔速、开孔率和颗粒物性对分布板区射流深度、死区高度的影响。结果表明,随着孔速和孔径的增加,射流深度增大,颗粒运动区增大,死区高度减小。在相同的孔速下,多孔分布板的射流深度更大。对于不同的颗粒物料,在相同U/Umf(U为表观气速,Umf为最小流化气速)下,射流深度基本一致。与文献中的射流深度计算公式进行对比,将U/Umf引入分布板区射流深度计算公式,提出了新的射流深度计算公式。对不同条件下分布板区死区高度数据进行拟合,得到了死区高度的经验关联式。
- 陈伟博程中虎房倚天
- 关键词：流化床射流深度
- 多段分级转化流化床颗粒浓度的数值模拟被引量：3
- 2013年
- 多段分级转化流化床煤气化反应器是由鼓泡射流流化床和快速流化床耦合而成的新型气化炉,采用欧拉双流体模型对其气固两相流动行为进行了数值模拟。模拟结果表明,两种流型的耦合,并非两种流态形式的简单叠加,回料口下段床内轴向浓度呈"C"型分布,上段轴向浓度呈指数分布,与实验结果较接近。同时考察了局部位置的颗粒浓度分布及其随操作条件的变化情况,表明快速床稀相段边壁区域颗粒浓度波动较中心强烈,且对操作条件的变化敏感,回料口附近的偏流现象以及过渡渐缩段的颗粒弹溅现象均与实验观察一致。研究得到的规律可指导多段分级转化流化床的设计和优化。
- 王海艳郝振华王志雨房倚天
- 关键词：气固两相流数值模拟
- 煤焦CO_2气化反应动力学及内扩散对气化过程的影响分析被引量：8
- 2016年
- 采用热重分析仪考察了气化温度(850-1 150℃)和煤焦粒径(<60、505、950、1 515、2 000μm)对常压下神木煤焦气化反应的影响。在此基础上,运用体积模型、缩核模型和随机孔模型研究了煤焦常压二氧化碳气化反应动力学,分析了内扩散对煤焦气化反应的影响。结果表明,随机孔模型能够准确预测反应速率随煤焦转化率的变化。基于本征动力学数据,通过对Thiele模数、内扩散效率因子的计算,并将其与实验效率因子相比较,发现计算效率因子能够评估内扩散对初始气化反应的影响,但不能准确评估整个气化过程中内扩散对气化反应的影响。
- 李位位黄戒介王志青段会文李俊国房倚天
- 关键词：气化煤焦内扩散
- 水洗法回收高铝煤焦催化气化催化剂的实验研究被引量：2
- 2019年
- 采用水洗法回收孙家壕(SJH)高铝煤焦Na_2CO_3催化气化灰渣中的钠催化剂,结合ICP和XRD表征方法,研究了高铝煤焦气化催化剂的失活规律和回收特性。在高铝煤焦催化气化过程中,Na_2CO_3与煤中矿物质发生反应生成NaAlSiO_4是造成Na_2CO_3催化剂失活的原因。以水为溶剂回收不同Na_2CO_3负载量的煤焦气化灰渣中的钠催化剂时,钠催化剂的回收率随着Na_2CO_3负载量的增大而增大。当用盐酸回收时,钠催化剂的回收率显著增加,表明相当一部分钠生成不溶于水但可溶于盐酸的NaAlSiO_4。钠催化剂的最大失活量相当于9%Na_2CO_3负载量。
- 王永伟黄戒介
- 关键词：催化气化催化剂回收
