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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
煤炭地下气化注气方式与能量回收效率
  • 67
  • 作者

    苏发强代孟佳何小龙杨君楠李郊源李雯余伊河

  • 单位

    河南理工大学能源科学与工程学院西安科技大学省部共建西部富油煤绿色低碳开发国家重点实验室

  • 摘要
    研究不同注气方式煤炭地下气化(UCG)能量回收情况,有利于发展更高效的UCG工艺。设计并实施了固定和移动注气点UCG模型实验,基于化学计量学和碳平衡法计算了气化煤耗总量及速率,对比分析了两种注气工艺对煤气组成和热值的影响。在此基础上,分析了不同注气方式下煤气产量和有效气体组成的变化,评价了两种注气工艺实验的能量回收效率。结果表明,固定注气点实验中提高O2净注入流量可改善煤气热值衰减的现象,但随着气化空腔的扩大,提高O2净注入流量对气化反应的促进作用逐渐降低;分3次提高O2净注入流量,煤气热值分别提高2.01 MJ/m3、1.27 MJ/m3和1.1 MJ/m3,气化效率(煤气的热值与碳的燃烧热之比)分别提高14.64%、9.45%和7.73%。移动注气点位置,可实现煤气热值和气化效率的短时间快速回升,分4次移动注气点位置,每次移动距离为300 mm,煤气热值分别提高2.95 MJ/m3、3.32 MJ/m3、3.37 MJ/m3和2.54 MJ/m3,气化效率分别提高17.99%、21.04%、27.88%和13.92%。两种注气工艺实验分别气化了72.49 kg和91.47 kg的煤,平均煤耗速率分别为0.97 kg/h和1.27 kg/h,气化效率和煤耗速率呈同步突变,这一现象在改变气化剂注入条件和移动注气点位置后更为明显,表明气化效率与煤耗速率具有一定关系。相比固定注气点实验,移动注气点位置可有效改善气化效果,相同的气化剂注入条件下,有效气体成分和气化效率分别提高12.5%和23.23%。
  • 关键词

    煤炭地下气化能量回收固定注气点移动注气点气化效率

  • 文章目录
    1材料和方法
    1.1实验系统及煤样
    1.2温度传感器及注气管道布置
    1.3 UCG实验流程
    2结果与讨论
    2.1压力监测
    2.2温度监测
    2.3生成气成分及热值
    2.4煤耗速率
    2.5气化效率
    3 结论
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