循环流化床热电气焦油多联产技术的试验研究

摘要

从我国的能源消费特点来看，在今后相当长的时期内，煤炭仍将是我国最主要的一次能源。目前，我国煤炭利用的主要形式为直接燃烧，这样的利用方式不但降低了煤炭的利用率，而且给环保带来了沉重的压力。浙江大学开发的循环流化床热电气焦油多联产技术可以在一套系统中实现热力、电力、煤气、焦油的联产，采用这样的利用方式可实现煤的分级转化和利用，大幅度提高了煤的利用价值。
　　 煤的热解特性是研究煤的热电气焦油多联产技术的基础，本文在搭建的小型流化床实验台上进行了煤的热解特性实验，考察了煤种、温度对热解煤气、半焦、焦油产率及成分的影响；热解焦油产率随温度升高有一最大值，由于二次反应的存在，温度太高将不利于焦油的生成；在低温时煤气主要由CO和CO2组成，H2含量随温度的升高不断增大，CO2含量随温度升高呈下降趋势；煤种的含氧量越高，生成煤气中的CO和CO2的含量也越高，O/C比太高的煤将不利于CH4的生成。H/C较高的煤，热解焦油的轻质组分较多。煤化程度高的煤，热解焦油组成以芳香烃为主，煤化程度低的煤热解焦油组成以脂肪烃为主。
　　 在1MW多联产装置上对不同煤种的热解特性进行研究，考察了气化炉温度对多联产煤气，焦油产率的影响，试验结果表明，焦油产率随气化炉温度升高有一最大值，热解煤气以H2和CH4为主，随着气化炉温度的升高，煤气中H2和CO含量呈上升趋势；试验为下一步在工业上的应用提供了基础。
　　 12MW循环流化床热电气焦油多联产试验结果表明，热解产生的焦油是很好的化学原料，随气化炉温度的升高热解焦油的H/C比下降，粘度、软化点升高，焦油品质变差，因此应适当控制气化炉温度使焦油的生产达到质与量的最佳点。多联产系统能有效地减少NOx及SOx等污染物的排放，系统具有运行稳定、安全可靠、调节方便、焦油和煤气生产稳定等特点。试验结果验证了所开发的循环流化床热电气焦油多联产工艺是先进可行的，在工业上进行推广应用是可行的。

目录

文摘

英文文摘

致谢

1 绪论

1.1 我国能源发展状况

1.2 多联产技术提出

1.3 本文研究内容

2 煤多联产技术综述

2.1 前言

2.2 国外多联产技术综述

2.2.1 美国Vision21和FutureGen多联产技术_

2.2.2 Shell Svngas Park多联产技术

2.2.3 HYPOGEN煤基多联产技术

2.3 国内多联产技术综述

2.3.1 化工动力多联产技术

2.3.2“双气头”多联产技术

2.3.3 热电气焦油多联产技术

2.3.4 华能GreenGen多联产技术.

2.4 多联产技术总结

3 煤热解特性实验研究

3.1 前言

3.2 实验煤种

3.3 煤种热重-红外分析

3.3.1 实验仪器及方法

3.3.2 实验结果分析

3.4 流化床实验装置介绍

3.5 实验方法和样品分析

3.5.1 实验方法

3.5.2 焦油取样分析

3.5.3 煤气和焦油成分分析

3.6 流化床热解煤实验结果分析

3.6.1 流化床热解温度对产率的影响

3.6.2 热解温度对煤气成分的影响

3.6.3 热解温度对焦油成分的影响

3.6.4 煤种对煤气成分的影响

3.6.5 煤种对热解焦油成分的影响

3.7 本章小结

41MW循环流化床热电气焦油多联产试验研究

4.1 前言

4.21MW热电气焦油多联产试验台介绍

4.2.11MW热电气焦油多联产试验流程

4.3 试验煤种及试验方法介绍

4.3.1 试验煤种

4.3.2 多联产系统参数测量

4.3.3 煤气取样

4.3.4 焦油取样

4.3.5 焦油重度分析法

4.3.6 底渣及飞灰取样

4.4 试验结果分析

4.4.1 气化炉床温对煤气成分的影响

4.4.2 气化炉床温对焦油产率的影响

4.4.31MW多联产系统中燃烧炉、气化炉运行状态

4.5 本章小结

512MW循环流化床热电气焦油多联产试验研究

5.1 前言

5.212MW热电气焦油多联产系统工艺流程

5.312MW热电气焦油多联产系统冷态实验

5.3.1 气密性检查

5.4 试验煤种及试验方法

5.4.1 试验煤种

5.4.2 取样方法介绍

5.512MW热电气焦油多联产系统热态试验结果分析

5.5.1 气化炉温度对煤气成分的影响

5.5.2 气化炉温度对煤气热值的影响

5.5.3 气化炉温度对焦油产率的影响

5.5.4 气化炉温度对焦油H/C、软化点、粘度的影响

5.5.5 气化炉温度对半焦的影响

5.5.6 焦油生产及其特性

5.5.712MW多联产系统气化炉运行特性分析

5.5.812MW多联产系统燃烧炉运行特性分析

5.6 本章小结

6 全文总结

6.1 本文研究工作总结

6.2 本文研究的创新之处

6.3 不足之处及进一步工作展望

参考文献

附录1：不同煤种不同温度下热解焦油的GC-MS图

附录2：不同煤种不同温度下热解焦油的GC-MS分析

作者简历