煤加氢气化加压沉降式试验台设计及初步试验与模拟研究

摘要

煤炭仍将是我国今后很长一段时间占主导地位的能源，而传统的煤炭利用过程能源利用效率低、污染日益严重。根据我国的能源结构现状，开发高能效、低污染排放的煤炭利用系统具有积极和重要意义。近零排放煤(ZEC)发电系统是一种先进的清净煤发电技术，发电效率高达70％以上，同时可实现污染物的循环利用并完全捕集，可实现近零排放。煤加氢气化作为ZEC系统关键部分之一，研究其反应特性具有深远意义。
　　近零排放煤(ZEC)利用系统是一种先进的洁净煤发电技术，发电效率达到70％以上，同时能实现污染物的近零排放。煤加氢气化是ZEC关键部分之一，因此，煤加氢气化的特性研究也变得十分有意义。
　　论文在大量学习文献资料，借鉴和吸收前人研究成果的基础上，立足于近零排放煤利用系统，研究煤加氢气化反应，主要工作有以下三个方面：
　　(1)煤加氢气化热力学预测：使用ASPENPLUS软件对煤粉加氢气化反应从热力学平衡的角度进行分析。得到以下结论：在煤加氢气化过程中氢煤质量比选为0.3是比较合适；反应温度选在800℃比较合适；在煤加氢气化过程中反应压力选在3MPa附近是比较合适的。
　　(2)加压沉降炉反应器实验装置的设计、搭建及调试：对实验零部件进行测试并对实验装置进行总体安装、检测、调试。确保所搭建的实验装置可以安全、可靠的运行。论文中设计了实验装置具体的操作步骤，并设计了实验改变工况时的操作流程。
　　(3)不同工况实验数据分析：筛选实验煤种并在所设计的实验装置内对其进行了不同压力下的煤加氢气化反应。通过验证，本实验装置可安全、可靠的进行加压条件下的连续给料煤加氢气化实验，并能够得到准确的实验数据。
　　论文最后对今后煤加氢气化的研究提出了几点展望，重点讨论了试验台的几点改进。