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“煤气化理论与技术”专题

来源：洁净煤技术

行业视野: 煤化工
类别; 94个
关键词; 87位
专家; 21篇
论文; 25129IP
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流化床煤气化过程中焦油生成特性

作者(Author)：邓尚致, 姜华伟, 李伟强, 袁野, 郭庆杰, 王翠苹

摘要：煤气化过程中产生的焦油在低温下会发生冷凝，堵塞工艺设备，污染燃气设备，增加运行成本。而基于焦油生成特性调整运行参数，可降低气化炉原始焦油质量浓度和焦油脱除成本。为获得流化床煤气化过程中焦油的生成特性，借助流化床反应器，研究温度、空气当量比、表观气速、煤的粒径和含水率等对气化气中焦油生成量的影响规律。研究结果表明：升高温度或提高空气当量比，均有利于降低煤气化过程中焦油质量浓度，但2者的影响有限。炉内表观气速ug在0.19～0.33 m/s逐渐增加时，气固两相间接触混合加剧，改善了炉内传热传质效果，促进焦油热分解，而当鼓泡流态化向湍动流态化过渡时，气固两相间的接触混合不再明显增强，焦油质量浓度变化不大；煤颗粒粒径较小，可提高化学反应速率，促进产生焦油的热分解，但在一定的流化风速下，气化原料粒径越小，越易分布在床面，反而削弱了煤和床料间的热量传递，缩短了焦油在炉内的停留时间，导致焦油质量浓度增大；不同含水率的煤在气化过程中测得焦油质量浓度差异较明显，含水率过高或过低都对降低焦油的生成量不利。

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洁净煤技术

2022年第04期

862

337
基于含碳废弃物与煤共气化的碳循环概念及碳减排潜力分析

作者(Author)：刘臻, 次东辉, 方薪晖, 李文华

摘要：我国是世界上最大的煤炭生产和消耗国，煤炭的开发利用导致了大量CO2排放，为助力煤炭的清洁转化利用，基于含碳废弃物与煤共气化的碳循环概念及碳减排潜力进行分析。计算了燃煤发电过程和以煤气化为核心的煤制甲醇生产过程CO2的排放，煤气化过程基于含碳废弃物与煤共气化提出了碳循环概念，利用气化炉协同处理各类含碳废弃物，实现跨系统的碳循环利用及原煤使用量下降，是一项非常有潜力的碳减排技术。以百万吨级的煤直接液化项目为例，实施了碳循环后，液化油渣中50%的碳被固定在沥青产品中，减少CO2排放量约58万t；以油渣萃余物替代约10%的煤制氢的气化原料煤，CO2减排量约30万t；避免油渣萃余物直接燃烧产生的CO2排放量约35万t，即每年可以实现CO2减排量达123万t。若基于含碳废弃物与煤共气化的碳循环概念得以推广，2019年我国煤化工行业可节约原煤用量2 391万t，碳减排潜力约3 710万t。

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洁净煤技术

2022年第02期

558

431
利用脱碳气化渣制备水泥基复合材料

作者(Author)：李彦君, 阎蕊珍, 王建成, 韩东霄, 樊盼盼

摘要：为探讨脱碳气化渣用作水泥混凝土矿物掺合料的可行性，将脱碳气化渣粉、粉煤灰和钢渣粉3种灰渣粉分别取代水泥制备混凝土和胶砂试件，对其工作性能和力学性能进行研究，结合X射线荧光光谱仪、X射线衍射仪和扫描电镜分析了灰渣粉的化学组成、矿物组成和微观形貌。结果表明：粉煤灰和钢渣粉均含有球状玻璃体，有助于提高浆体流动性，脱碳气化渣粉颗粒则粗糙、多孔，需水量大，对混凝土的流动性略有降低，但混凝土拌合物坍落度210 mm、扩展度500 mm，仍满足工作性能要求；随龄期增加，掺不同灰渣粉混凝土的抗压强度呈增长趋势，3 d龄期时，各组强度均达到设计值的70%以上，其中，钢渣粉中的硅酸盐矿物早期水化，使混凝土强度增加明显，粉煤灰中含有一定量的石灰、石膏，有助于激发其中玻璃体的活性，特别是28 d龄期时，脱碳气化渣组强度超过设计值23%，其中的玻璃体水化反应迟缓，形成的产物对后期强度的提高贡献较大；灰渣粉的质量系数越高，其活性越高，胶砂试件的抗压强度相应较高，但灰渣粉的活性并非影响混凝土强度的唯一因素；脱碳气化渣粉表面棱角多，增强了渣粉颗粒与水泥浆体间的黏结力，其胶砂试件的折压比相对最高，7 d龄期时，折压比相对基准组提高了50%，28 d龄期时，同比基准组高出78%，脱碳气化渣粉有助于混凝土（砂浆）韧性的提高。

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洁净煤技术

2022年第02期

630

683
基于水蒸气气化的天然气动力多联产系统热力性能分析

作者(Author)：王丹, 何松, 李胜, 高林

摘要：我国能源结构呈现“富煤缺油少气”的特点，以煤气化技术为核心的天然气动力多联产系统在我国有广泛的应用前景。然而目前基于传统气化技术构建的煤基多联产系统在能源利用效率进一步提升方面存在限制。以水蒸气气化工艺为核心，集成了带有热化学回热单元的、高效的串并联综合型天然气动力多联产系统，并在Aspen Plus中搭建了系统模型，基于热效率、相对节能率(火用)效率等指标分析了该系统的能量利用特性。结果表明，与基于传统气化的天然气动力多联产系统相比，新系统的热效率和(火用)效率分别提升了5.5%、5.8%。同时，对于不同的分流比存在最佳的化工岛未反应气循环倍率使系统热力性能最优，分流比为0.5、0.7、0.9、1.0时，对应的最佳循环倍率分别是4.8、4.4、4.3、4.0；串联型多联产较串并联综合型多联产系统能更合理地利用能量，串联型多联产系统在最佳循环倍率时的热效率、相对节能率和(火用)效率分别达到68.06%、20.24%、69.43%；(火用)分析表明，该系统(火用)损失最大的部分主要分布在气化单元和联合循环单元，两项损失分别为17.0%、6.3%，占比分别达到总(火用)损失的49.4%、18.3%。基于热化学回热型水蒸气气化技术的多联产系统，具有较高的能量利用效率和碳减排效果，可以为煤的高效低碳利用提供一种有效的节能方式。

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洁净煤技术

2021年第05期

562

371
50 MW循环流化床煤炭分级转化多联产技术开发

作者(Author)：李超, 李广民, 夏芝香, 澹台姝娴, 方梦祥, 骆仲泱

摘要：为了进一步推进煤炭热解分级转化多联产技术工业化应用，实现煤炭清洁高效资源化利用，通过试验研究和理论分析相结合的方法，利用1 MW流化床热解分级转化工业示范装置对煤炭热解分级转化产物的释放及其组分分布特性进行研究，分析了温度、煤种特性对挥发产物煤气产率、焦油产率、煤气组分、煤气热值等的影响，并对煤炭热解-燃烧双流化床协同耦合运行调控特性进行研究，最后以获得的1 MW流化床热解分级转化过程的相关产物转化特性参数及运行特性参数为基础，进行了50 MW循环流化床煤热解燃烧多联产工艺装置设计开发。结果表明，该装置煤气主要成分CH4与H2含量分别高达41.97%、28.32%，设计煤种条件下焦油产量3.16 t/h，煤气产量35 262 Nm3/h，煤气热值达到26.7 MJ/Nm3,焦油提取率达到90%以上，实现了较高的煤气热值与焦油回收率，为煤炭热解分级转化多联产技术工业化应用提供借鉴。

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洁净煤技术

2021年第05期

554

590
基于粒度分级的煤气化细渣特性分析及利用研究

作者(Author)：王学斌, 于伟, 张韬, 白永辉, 刘莉君, 史兆臣, 殷瑞, 谭厚章

摘要：煤气化过程中产生大量含碳量较高的气化细渣，目前主要以填埋方式处理，不仅占用大量土地，污染土壤和水体，同时造成能源浪费，对气化细渣进行高效环保的资源化利用是目前的研究热点。气化细渣中的残碳与灰组分分离是实现其高值化、减量化、无害化利用的关键，煤气化细渣粒度特性分析表明，各粒级产品灰分基本随粒级减小呈增大趋势，通过分级工艺可实现碳灰的分离与富集。榆林煤气化细渣固定碳含量随粒级减小均呈下降趋势，各粒级产品中均含有较多的SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO，微观形貌主要由多孔基体、不规则颗粒、黏附小颗粒及圆球颗粒组成。煤气化细渣孔隙结构发达，比表面积丰富，>75μm粒级产品可直接作为优质的吸附材料；与气化燃料煤相比，气化细渣各粒级产品燃烧的特征温度均显著提高，从着火温度看，除<45 um颗粒外，着火特征温度都高于作为参照的无烟煤；由于气化细渣中丰富孔隙率的存在，增大了颗粒与氧气的接触面积，使燃烧中后阶段燃烧峰值温度低于无烟煤，且燃尽温度明显低于无烟煤。

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洁净煤技术

2021年第03期

1136

965
气化细粉灰预热无焰燃烧煤氮转化与NOx排放特性

作者(Author)：丁鸿亮, 欧阳子区

摘要：为实现煤化工固废——气化细粉灰的清洁高效利用，采用先进的煤粉自预热燃烧技术，在30 kW固体碳基燃料预热无焰燃烧试验平台上，针对不同预热温度、不同预热燃烧器当量比下的烟煤经循环流化床气化后，细粉灰中氮的转化及NOx排放特性进行试验研究。结果表明，气化细粉灰能在该试验系统上实现稳定的无焰燃烧。预热可明显改善气化细粉灰的燃烧特性改善具有重要作用。几乎全部挥发分氮在预热燃烧器内的强还原性气氛下提前脱除，主要向N2、NH3与HCN三种含氮物质转化，焦炭氮为后续燃烧中NOx的主要来源。预热温度对预热过程中煤氮向N2的转化率影响显著，预热燃烧器空气当量比直接关系煤氮向N2和NH3的转化率，且与焦炭氮析出情况密切相关。预热温度和预热燃烧器空气当量比对NOx排放浓度及燃料氮向NOx转化率的影响效果差别明显。在预热温度为902 ℃、预热燃烧器空气当量比为0.45的条件下，NOx排放浓度和燃料氮向NOx转化率最低，分别为83.02 mg/m3（6% O2）和5.94%。

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洁净煤技术

2021年第03期

686

390
煤气化细渣浮选脱碳试验研究

作者(Author)：于伟, 王学斌, 白永辉, 刘莉君, 史兆臣, 赵宇轩, 谭厚章

摘要：煤气化细渣是煤炭气化过程中产生的固体废弃物，目前主要通过填埋方式处理，但由于其含碳量较高，仍具有一定的利用价值，碳灰分离是实现其减量化、资源化利用的关键。以榆林地区煤气化细渣为研究对象，采用浮选方法进行脱碳试验，在基本特性分析的基础上，研究不同浮选条件及工艺对分选效果的影响，当柴油用量14kg/t、仲辛醇用量14kg/t时，经一次分选，精矿产品灰分为37.88%，尾矿产品灰分为51.65%，可燃体回收51.99%；采用一粗一精一扫浮选工艺流程，粗选柴油用量14kg/t、扫选柴油用量7kg/t时，可得精矿灰分18.87%、产率20.30%的产品，最终计算精矿产率为41.76%，灰分27.92%，可燃体回收55.08%。通过一粗一精一扫浮选工艺流程，该煤气化细渣中的碳灰得到较好的分选分离，但整体浮选药剂消耗过高，且粗选过程细粒物料更易上浮成为精矿产品，扫选过程继续添加药剂后才能使粗颗粒物料有效上浮，导致出现扫选精矿比精选精矿灰分更低的现象。对该煤气化细渣样品进行表面形貌、孔隙结构、表面官能团分析以及小浮沉试验，表明样品比表面积大、孔隙结构发达，易吸附大量药剂，导致浮选药剂消耗过大，经济性差。

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洁净煤技术

2021年第03期

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