共气化

摘要： 煤液化残渣萃余物作为煤直接液化过程产生的残渣经进一步萃取回收后剩余的固态残余物质,其处理方式直接关系到整个直接液化工艺的经济性与环保性。以共气化的方式利用煤液化残渣萃余物是一种经济高效的处理办法,但现阶段针对其气化特性的相关研究较少且尚无可实际参照的工业应用案例。利用数值模拟的方法以煤制油厂壳牌气化炉为应用对象,采用PDF双组分模型结合湍流-化学反应算法,对煤直接液化残渣萃余物在工业气化炉上的气化行为进行三维数值模拟计算,针对所关心的工业气化炉运行重点问题如烧嘴附近炉温分布、炉膛内流场温度场分布、合成气组分等相关信息进行了掺混萃余物气化前后的对比分析。结果表明:掺混10%(质量分数)煤液化残渣萃余物气化时,气化炉炉膛内的流场可基本保持稳定,但受掺混影响炉膛平均温度较不掺混萃余物时有所降低,且降温多集中在气化炉中下部,同时所生产的合成气中CO比例也有所上升。较低比例掺混煤直接液化残渣萃余物进行共气化在实际工业应用中是切实可行的,但由于中下部炉膛温度关系到气化炉液态排渣的稳定性,在实际运行时需重点关注残渣萃余物掺混比例。

摘要： 煤和生物质共热化学转化有助于当前化石能源系统的低碳化发展。本研究以烟煤和木质生物质为原料,研究煤和生物质共热解和共气化特性,并考察了不同水热炭化温度和生物质掺混比的影响。利用热重分析仪和在线质谱分析共热解和共气化的协同作用和氢气释放特性。采用Model-fitting方法,单独分析热解和气化阶段的整体反应动力学。结果表明,煤和生物质共气化阶段的协同作用显著强于共热解阶段。生物质比例越高,共气化协同作用越明显,水热炭化会削弱共气化的协同作用。共热解过程,H_(2)的产生受抑制。共气化过程可采用一级模型描述,而共热解过程需遵循n级反应模型。未处理的或轻度水热炭化的生物质与煤的混合物,共热解整体活化能和反应级数大于加权平均值,而其共气化的活化能变化趋势相反。重度水热炭化生物质与煤的混合物,共热解和共气化的活化能均接近加权平均值。

摘要： 农林废弃生物质与煤共气化通过充分利用两者的相似性和互补性,实现原料转化过程的节能、低碳、清洁高效。原料灰渣的理化特性是影响共气化稳定运行的关键因素之一,成为了共气化研究关注的重点。本综述主要从农林废弃生物质灰与煤灰的共性与差异、混合灰渣熔融与黏温特性、混合灰中碱/碱土金属对共气化反应性和结渣过程烧结行为的影响等方面,梳理了世界各国农林废弃生物质与煤共气化灰渣理化特性的研究现状。总结分析了添加农林废弃生物质对混合灰熔融流动、烧结行为的影响机制,归纳了混合灰熔融特征、黏温及结渣特性的预测模型与方法,并提出了农林废弃生物质与煤共气化灰渣的未来研究重点。

摘要： 生物质和煤协同热化学转化是实现非化石能源和化石能源耦合高效利用的技术手段,对实现“双碳”目标具有重要现实意义。基于生物质等含碳燃料高挥发分组成和富氧特性,热化学转化过程不可避免地发生挥发分-半焦交互作用并影响原料性质和设备过程参数。综述了生物质与煤(共)热解/气化过程中挥发分-半焦交互作用的研究进展,总结了交互作用对挥发分的催化裂解规律、对半焦结构与性质的影响及生物质和煤协同热化学转化下的解耦研究思路三方面具体内容。针对目前挥发分-半焦交互作用机制解析过程所采用的研究方法及思路,提出了新的见解并对未来交互作用的重点研究方向进行了展望,以期为进一步认识交互作用的物理化学本质提供理论指导。

摘要： 为探究污泥与准东煤在CO2气氛下的共气化特性,利用电加热式固定床和热重分析仪研究了共气化产气特性规律及共气化动力学特性规律,并采用Model-free Method计算了共气化反应活化能。结果表明:等温气化过程中CO、H2和CH4的体积分数随着反应的进行先升高后降低;随着准东煤质量分数的增加,可燃气中CO体积分数逐步升高,H2和CH4体积分数逐步降低,冷煤气效率则先升高后降低;程序升温气化的干燥脱附阶段和慢速气化阶段,样品总失重量随着准东煤质量分数的增加而逐渐降低,在快速气化阶段则反之;共气化反应的平均活化能随着准东煤质量分数的增加先降低后升高;污泥与准东煤的掺混具有正向促进气化反应的协同作用,并且在污泥与准东煤质量比为4∶6时共气化的协同作用最强烈。

摘要： 为探究污泥与准东煤在CO2气氛下的共气化特性,利用电加热式固定床和热重分析仪研究了共气化产气特性规律及共气化动力学特性规律,并采用Model-free Method计算了共气化反应活化能.结果表明:等温气化过程中CO、H2和CH4的体积分数随着反应的进行先升高后降低;随着准东煤质量分数的增加,可燃气中CO体积分数逐步升高,H2和CH4体积分数逐步降低,冷煤气效率则先升高后降低;程序升温气化的干燥脱附阶段和慢速气化阶段,样品总失重量随着准东煤质量分数的增加而逐渐降低,在快速气化阶段则反之;共气化反应的平均活化能随着准东煤质量分数的增加先降低后升高;污泥与准东煤的掺混具有正向促进气化反应的协同作用,并且在污泥与准东煤质量比为4∶6时共气化的协同作用最强烈.

摘要： 通过建立煤与生物质共气化-费托(FT)合成油-电并联型多联产系统,改变FT合成分流比和气化进料中生物质质量分数,研究了系统火用效率以及CO2捕获率和排放率的变化规律.结果表明:随着生物质质量分数从0.0增加至1.0,在分流比为0.2、0.4、0.6和0.8的多联产系统中CO2捕获率分别增加了27.00％、24.87％、22.64％和20.54％;CO2排放率分别降低了6.83％、4.10％、2.10％和2.06％;在生物质质量分数不变的情况下,增大并联型多联产系统分流比,系统CO2捕获率增加,排放率降低;煤和生物质共气化可以明显提高系统的火用效率,在生物质质量分数大于0.2时,增大分流比可较明显提高系统火用效率.

摘要： 通过建立煤与生物质共气化-费托(FT)合成油-电并联型多联产系统,改变FT合成分流比和气化进料中生物质质量分数,研究了系统火用效率以及CO_(2)捕获率和排放率的变化规律。结果表明:随着生物质质量分数从0.0增加至1.0,在分流比为0.2、0.4、0.6和0.8的多联产系统中CO_(2)捕获率分别增加了27.00%、24.87%、22.64%和20.54%;CO_(2)排放率分别降低了6.83%、4.10%、2.10%和2.06%;在生物质质量分数不变的情况下,增大并联型多联产系统分流比,系统CO_(2)捕获率增加,排放率降低;煤和生物质共气化可以明显提高系统的火用效率,在生物质质量分数大于0.2时,增大分流比可较明显提高系统火用效率。

摘要： 本文采用热重法研究了褐煤(LN)与木屑(SD)、稻秆(RS)、玉米秆(CS)及其混样的共气化特性,考察了不同生物质种类、掺混比、升温速率和气化介质等实验条件对褐煤与生物质共气化特性的影响规律以及共气化动力学参数。结果表明：生物质与褐煤共气化降低了最大失重速率峰温度,提高了气化效率;共气化失重速率随升温速率升高而明显增大;三种气化介质中C0:气氛下共气化反应性最差;当木屑与褐煤掺混比为1:4时共气化反应性较好,且掺混比大于1:1时,木屑的掺入对焦炭气化反应过程不再产生明显影响；木屑与褐煤共气化发生的协同效应比稻秆、玉米秆与褐煤共气化时显著;木屑与褐煤共气化在热解阶段发生了协同效应,但不太显著,分别按各自的规律进行热裂解反应,在焦炭气化阶段,RMS指数随掺混比的增加而增大,木屑的掺入对褐煤气化产生了明显影响,存在明显的协同效应；三种生物质与褐煤在共气化热解段的活化能大小为：RS:LN＜CS:LN＜SD:LN；气化段的大小为：SD:LN＜ RS:LN＜CS:LN；对动力学而言，在木屑与褐煤水蒸气共气化过程中，掺入木屑并未降低反应的活化能，而是通过改变频率因子促进气化段焦炭与水蒸气的反应，从而实现了生物质焦与煤焦的协同效应。

摘要： 生物质是可再生能源，在中国储量丰富，合理开发利用对解决我国能源短缺现状有重要意义。近年来，生物质已被用作气化原料，但单独气化时存在较多缺点而使其发展受到限制。将生物质与煤共气化既克服了生物质单独气化过程中的各种问题，又可弥补煤炭资源的短缺，无论从生态学还是经济学的角度分析，都是最可行的利用方式之一。本文主要对近年来国内外学者在煤与生物质共气化方面的研究、生物质气化特点及二者共气化过程中涉及的物理化学特性等方面进行了分析，重点讨论了生物质对煤气化过程中的特性的影响及协同作用，为生物质和煤的有效洁净利用，特别是二者的共气化技术的发展提供相关重要的理论依据。

摘要： 煤气化技术具有高煤炭利用率和低污染排放，近年来得到快速发展。为研究生物质在煤气化中的共气化特性，采用美国伊利诺斯州PRB煤和一种生物质在1kg/h规模的常压流化床气化实验系统上进行实验研究。在850°C、900°C和950°C范围内，氧碳比为1.0、1.1、1.2、1.3、1.4，生物质占总重量的比例为20%、40%的条件下对煤和生物质的共气化特性进行研究。研究结果表明：随着温度的升高，H2含量逐渐增加，而CO、CH4、HHV逐渐减少，合成气产量和碳转化率增加较多。随着氧碳比的增加，CO、H2、CH4浓度和HHV都呈下降趋势；合成气产量和碳转化率增加。随着生物质比例的增加，CO、H2、CH4的含量增加，HHV增加较多，合成气产量和碳转化率增加。在相同条件下，氧碳比为1.0时的炭黑量要高于氧碳比为1.3时的炭黑量。

摘要： 石油焦属于部分石墨化炭质,其气化活性较低,单独气化反应性比较差,所以使石油焦与褐煤混配是是一条解决的方案,本文主要研究鲁霍褐煤与金陵石油焦的共气化特性,即褐煤与石油焦的混合方式,混合比例,气化条件如温度变化时褐煤与石油焦的共气化特性。

摘要： 在煤处理量为8kg/h 的小型自热式流化床反应器上，采用氧气浓度为30%富氧空气和水蒸气为气化介质，对煤和生物质共气化制取富氢燃料气进行了实验研究。在850-1050oC 的温度范围内，主要考察了空气当量比、水碳比、生物质比例和生物质种类对燃料气组成和气体产率的影响。实验结果表明，对煤和稻草混合体系，稻草比例为33%时，空气当量比增加，CO2 含量显著增加，H2、CO 和CH4 含量减少，气体产率增加；水碳比增加，CO2 和CH4 含量增加，CO 和H2 含量减小，气体产率先增加后减小；生物质比例增加，CO2、H2 和CH4 含量增加，CO 含量降低，气体产率先增加后减小，当生物质比例不高于50%时，可以实现体系的稳定运行。对于三种不同的煤与生物质混合体系，煤与高粱秆共气化所得煤气H2 含量最高，气体产率的顺序为：煤/木屑>煤/高粱秆>煤/稻草>煤。本实验中，H2 在煤气中的含量最高可达37.25% (vol.) 最大产率为0.54Nm3/（kg·燃料）。

摘要： 采用等温热重法对神木煤焦、稻草焦、高粱秆焦和松木屑焦以及煤焦和生物质焦的混合物进行了CO气化研究。结果表明,煤焦和生物质焦反应活性的顺序为:松木屑焦>高粱秆焦>稻草焦>神木煤焦,煤焦和稻草焦及高粱焦共气化存在明显的协同效应,煤焦和松木屑焦的共气化没有观察到协同效应,当煤焦和脱灰后的稻草焦、高粱焦进行共气化时,协同效应消失。在处理量是8kg/h的流化床实验装置上,比较了煤单独气化和煤与三种生物质共气化的气化结果,实验结果表明,气化过程中碳转化率的顺序与物料的气化反应性一致,协同效应不明显。

摘要： 开展了利用煤、废木屑和聚乙烯废料进行共气化以制备富氢燃料气的研究.实验在实验室小型流化床反应器上进行,气化介质采用空气和水蒸气.研究了气化温度和进料组成对气化过程,尤其是对气体产率、组成的影响.结果表明,气体组成中H2含量高达40﹪.而且,煤可以和高达40﹪的废木屑和聚乙烯废料进行共气化.当然,气化进料不同,气化产物也有所不同.煤与废木屑共气化时产物中的CO含量较高,而煤与聚乙烯共气化时烃类的含量较高.因此,通过控制进料可以得到不同组成的产品.

摘要： 随着矿石能源储量的减少,应大力开发和应用以能源植物为主的生物质能,尤其是生物质的气化技术.首先分析了我国能源的现状,进而提出了生物质气化技术以及国内外的发展状况,最后提出了生物质气化的最新进展,即生物质与煤共气化,提出了两种炉型和四种配套的工艺流程.

摘要： 在CO2 气氛下用热分析法对贫煤和秸秆的混合样品及加入碱金属后的混合样品的反应过程与特性进行了考察，并对其进行了动力学解析。结果表明贫煤和秸秆的热解温度区间差异较大；不同秸秆的气化能力和产生的协同作用都不同；添加碱金属并不会影响豆秆与煤的混合物热解段的热解效率和峰值温度，但对气化段反应有促进作用；热解段和气化段煤与豆秆混合样品的活化能均较未混合样品有明显降低，加入碱金属的混合样品的活化能并无明显改善。

摘要： 本文在热天平装置中研究了生物质焦、煤焦以及生物质焦与煤焦混合物的水蒸气气化特性.采用程序升温热重法对生物质焦(稻秆焦、高粱秆焦和玉米秆焦)、神木煤焦以及生物质焦与煤焦混合物进行了水蒸气气化实验,结果表明,生物质焦和煤焦在一定温度下的气化速率为:高粱焦>稻秆焦>玉米焦>神木煤焦.并对三种生物质焦、煤焦、生物焦和煤焦混合物的水蒸气气化反应进行了动力学分析,结果表明,连续反应模型可以在一定程度上反应焦样的水蒸气气化反应动力学.

摘要： 本发明涉及能源设备，特指一种生物质和煤在流化床中混合气化产生低热值燃气的气化工艺及其装置。该方法是以空气为主并加入少量水蒸气为气化剂。空气量占煤与生物质加料总量的比例为1.2～2.0m3/Kg，而水蒸气量占煤与生物质加料总量的比例为0.2～0.3Kg/Kg。气化原料为0-10mm粉料生物质和0-6mm的粉煤。生物质/煤两者的比例，在40/60-80/20之间选取。两种原料通过两个专用的加料装置分别加入生物质流化床气化炉内，其工作温度为850～950°C，流化速度为0.8～1.2m/s。生成的粗燃气经高温旋风分离器初除尘，分离下的含碳粉尘经下料管入储灰箱。初除尘的燃气经蒸气发生器换热后，温度降至300°C以下，进入净化系统进一步洗涤除尘后，送往气柜待用。其基本上无焦油产生，工艺简单。

摘要： 本发明涉及能源设备，特指一种生物质和煤在流化床中混合气化产生低热值燃气的气化工艺及其装置。该方法是以空气为主并加入少量水蒸气为气化剂。空气量占煤与生物质加料总量的比例为1.2～2.0m3/Kg，而水蒸气量占煤与生物质加料总量的比例为0.2～0.3Kg/Kg。气化原料为0－10mm粉料生物质和0－6mm的粉煤。生物质/煤两者的比例，在40/60－80/20之间选取。两种原料通过两个专用的加料装置分别加入生物质流化床气化炉内，其工作温度为850～950°C，流化速度为0.8～1.2m/s。生成的粗燃气经高温旋风分离器初除尘，分离下的含碳粉尘经下料管入储灰箱。初除尘的燃气经蒸气发生器换热后，温度降至300°C以下，进入净化系统进一步洗涤除尘后，送往气柜待用。其基本上无焦油产生，工艺简单。

摘要： 本发明提供一种水煤浆气化与煤、油共气化程序控制模式切换方法：在下位机纯煤模式顺控程序的基础上开发煤油模式顺控程序；在上位机操作界面设置一个模式切换按钮，将该模式切换按钮与下位机中设置的模式选择开关关联；利用模式切换按钮选择纯煤模式或煤油模式，模式选择开关触发对应模式的联锁条件、联锁动作结果及顺控步序执行时间。本发明通过按钮一键赋值的方法触发选择器，将煤油模式增加的联锁条件、联锁动作结果、顺控步序时间无缝嵌入纯煤模式程序中，实现程序模式安全、快捷的转换。

摘要： 本发明公开了一种多物料与煤共气化生产合成气的气化装置及气化方法，该气化装置包括：气化炉、热旋风分离器，以及依次设置的洗涤气体的洗涤器和除灰尘的静电除尘器；所述气化炉上设置有原料A入口、原料B入口和气化炉出口；高温气体通过气化炉出口进入热旋风分离器；该气化装置还设置有热解炉和干燥设备，原料A经过干燥设备脱水后通过原料A入口进入气化炉，原料B经过热解炉焦化后通过原料B入口进入气化炉；所述热旋风分离器和所述洗涤器之间设置有换热器；所述气化炉内设置有高温等离子加热枪。本发明提供的装置和方法能够使得多物料与煤能够快速充分气化，并得到高品质合成气，具有广泛的应用价值和前景。

摘要： 本发明公开了一种生物质与煤共气化系统及气化方法，属于碳基固体燃料能源利用领域。针对现有中生物质与煤共同气化时能源无法有效利用的问题，本发明提供一种生物质与煤共气化系统，包括原煤给料装置和生物质给料装置，两个给料装置均与给料管连接，给料管与流化床气化炉连接，流化床气化炉与除尘装置连接，流化床气化炉与除尘装置之间还设置有余热回收装置，余热回收装置与蒸汽发电装置连接，蒸汽发电装置为流化床气化炉内进行的气化反应提供蒸汽。本发明通过余热回收装置对高温气化煤气进行显热回收，回收生成的过热蒸汽用于蒸汽发电装置发电，蒸汽发电装置为气化反应提供蒸汽，显著提高能源利用率；利用该系统的气化方法操作简便，安全性高。

摘要： 本发明提供一种水煤浆气化与煤、油共气化程序控制模式切换方法：在下位机纯煤模式顺控程序的基础上开发煤油模式顺控程序；在上位机操作界面设置一个模式切换按钮，将该模式切换按钮与下位机中设置的模式选择开关关联；利用模式切换按钮选择纯煤模式或煤油模式，模式选择开关触发对应模式的联锁条件、联锁动作结果及顺控步序执行时间。本发明通过按钮一键赋值的方法触发选择器，将煤油模式增加的联锁条件、联锁动作结果、顺控步序时间无缝嵌入纯煤模式程序中，实现程序模式安全、快捷的转换。

摘要： 一种干煤粉耦合生物质共气化下行激冷气化炉，包括气化炉壳体，气化炉壳体内设有带循环水进口和循环水出口的水冷壁，气化炉壳体上部沿水平方向布置有多个气粉煤烧嘴，气化炉壳体顶部沿竖直方向布置有生物质及气化炉点火开工一体化的烧嘴，烧嘴通过顶盖和气化炉壳体固定密封；水冷壁的底部通过分程隔板和激冷罐的顶部连接，分程隔板的底部和激冷环连接，激冷环和下降管的顶部连接，下降管外壁和气化炉壳体内壁之间固定有破泡器，激冷环的激冷水入口和激冷罐外壁设置的激冷水进口连通，激冷罐外壁设有合成气出口、渣水出口，本发明实现了粉煤与生物质共气化，便于气化炉温控制，采用的下行激冷形式，使后续净化除尘系统负担小，能耗低，效率高。

摘要： 本发明一方面提供了一种煤粉和水煤浆共气化方法，在煤粉和水煤浆的共气化过程中，当共气化运行不稳定时，向气化炉内喷入保护气，保护气形成用于保护气化炉的拱顶内壁的保护气层。本发明的目的在于提供一种煤气化方法，使得运行过程中气化炉拱顶内壁形成一种层状保护层。另一方面，本发明提供了上述煤粉和水煤浆共气化方法使用的气化炉。

摘要： 本发明提出了一种用于多种形态原料共气化的气流床气化炉。气化炉由气化室和冷却洗涤室两部分在耐压壳体中叠加而成。通过调整喷嘴配置方案，可实现单一原料气化或气液固原料共气化，并能满足不同规模气化系统的要求。对于中小系统，相当于50～1000吨煤/天，采用顶置喷嘴方案。对于单系列大型系统，相当于1000～6000吨煤/天，采用多喷嘴方案，气化炉通过撞击流（对置多喷嘴）和交叉射流（顶置喷嘴），实现原料之间、原料与气化剂（氧、蒸汽）之间的高效混合。该气化炉具有极强的灵活性，负荷调节范围大，原料切换方便，原料利用率高，可达98%以上，比氧耗、比原料消耗低。

摘要： 一种干煤粉耦合生物质共气化下行激冷气化炉结构，包括气化炉壳体，气化炉壳体内设有带循环水进口和循环水出口的水冷壁，气化炉壳体上部沿水平方向布置有多个气粉煤烧嘴，气化炉壳体顶部沿竖直方向布置有生物质及气化炉点火开工一体化的烧嘴，烧嘴通过顶盖和气化炉壳体固定密封；水冷壁的底部通过分程隔板和激冷罐的顶部连接，分程隔板的底部和激冷环连接，激冷环和下降管的顶部连接，下降管外壁和气化炉壳体内壁之间固定有破泡器，激冷环的激冷水入口穿过激冷罐外壁设置的激冷水进口，激冷罐外壁设有合成气出口、渣水出口，本实用新型实现粉煤与生物质共气化，便于气化炉温控制，采用的下行激冷形式，使后续净化除尘系统负担小，能耗低，效率高。