低階煤流化床氣化：理論與工業(yè)運行分析

第一章低階煤的資源特點與常見加工利用方式1
第一節(jié)我國低階煤資源特點1
一、我國低階煤賦存分布1
二、我國低階煤的煤質特點2
三、開發(fā)低階煤利用技術的重要意義2
第二節(jié)低階煤常見加工利用方式3
一、用作燃料3
二、干燥提質3
三、熱解(干餾)提質4
四、低階煤氣化5
五、褐煤成型5
六、直接液化5
七、溶劑抽提6
八、無灰煤技術6
九、熱溶催化轉化工藝6
十、制備吸附劑7
十一、制備水煤漿7
第三節(jié)低階煤大規(guī)模開發(fā)利用的影響因素7
一、利好的國家政策7
二、稀缺的水資源9
三、“挑肥揀瘦”的煤氣化技術10
四、難破解的能耗高難題 11
五、昂貴的投資、土地12
參考文獻13

第二章低階煤高效利用的流化床煤氣化技術16
第一節(jié)煤氣化技術的分類與特點16
第二節(jié)低階煤用作氣化原料的優(yōu)勢18
第三節(jié)流化床煤氣化技術的先進性19
一、廣泛的煤種適應性19
二、較高的能耗效率21
三、巨大的應用市場22
第四節(jié)流化床煤氣化技術工業(yè)化歷程24
一、中科院灰熔聚氣化技術24
二、U-GAS氣化技術27
參考文獻28

第三章流化床最小流化速度30
第一節(jié)流態(tài)化及流化床30
第二節(jié)最小流化速度定義及測定32
一、最小流化速度定義32
二、最小流化速度的測定33
第三節(jié)單組分最小流化速度33
一、對單顆粒受力分析33
二、對床層受力分析34
三、兩類計算方法的比較35
第四節(jié)雙組分最小流化速度的計算39
一、平均物性法39
二、關聯(lián)法40
三、兩種方法的比較40
四、兩種方法的應用情況41
第五節(jié)雙組分最小流化速度新計算方法42
一、不規(guī)則顆粒的流化特性42
二、雙組分最小流化速度預測式的推導43
三、新公式預測的準確性46
參考文獻49

第四章流化床中顆粒混合特性51
第一節(jié)混合特性定義51
第二節(jié)兩組分混合特性52
一、兩組分混合特性的影響因素52
二、兩組分混合特性的定量描述53
三、兩組分混合特性的機理與模型55
第三節(jié)三組分混合特性的描述57
一、描述三組分混合特性的參數(shù)57
二、三組分混合特性參數(shù)的實際應用58
第四節(jié)影響三組分混合特性的因素59
一、各組分含量對混合的影響59
二、各組分粒徑對混合的影響60
三、操作氣速對混合的影響62
參考文獻63

第五章低階煤流化床氣化影響因素及氣化動力學65
第一節(jié)低階煤流化床氣化的影響因素65
一、反應氣氛65
二、氣化溫度67
三、氣化壓力68
四、揮發(fā)分-半焦相互作用69
五、其他影響因素70
第二節(jié)低階煤氣化動力學模型71
一、均相模型71
二、未反應收縮核模型72
三、混合模型73
四、隨機孔模型74
五、氣化機理模型75
六、分布活化能模型77
七、冪函數(shù)模型78
八、半經(jīng)驗模型78
九、小結78
參考文獻79

第六章低階煤流化床氣化反應器及模型85
第一節(jié)低階煤氣化常用反應器類型85
一、夾帶流反應器85
二、流化床反應器88
三、流化床-固定床反應器94
四、常壓/加壓熱重98
五、絲網(wǎng)反應器101
六、其他反應器104
七、小結105
第二節(jié)低階煤氣化過程反應器建模常用方法108
一、煤灰熔融結渣性預測模型及其對氣化溫度的影響109
二、氣固相流動特點111
三、反應區(qū)域模型112
四、快速熱解模型113
五、氣固反應模型113
六、氣相反應模型116
七、熱量傳遞模型與能量衡算117
參考文獻117

第七章低階煤流化床氣化過程穩(wěn)定性分析126
第一節(jié)低階煤流化床氣化爐溫爐壓波動研究126
一、工業(yè)氣化原料和工藝126
二、氣化結果與分析127
三、小結134
第二節(jié)氣化劑量對流化床工業(yè)氣化過程爐溫爐壓影響135
一、水蒸氣量對爐溫的影響135
二、氧氣量對爐溫的影響137
三、水蒸氣量和氧氣量對爐壓的影響138
四、結論140
第三節(jié)流化床工業(yè)氣化試驗工藝計算過程分析140
一、工藝計算界區(qū)140
二、物料衡算141
三、熱量衡算142
四、工藝過程技術經(jīng)濟指標計算143
五、小結144
參考文獻144

第八章低階煤流化床氣化飛灰加工途徑分析146
第一節(jié)飛灰來源及加工方式探討146
第二節(jié)飛灰的圓盤造粒、對輥造粒147
一、造粒原料及工藝147
二、圓盤與對輥造粒工藝的適宜操作條件148
三、造粒產(chǎn)品性能分析150
四、兩種造粒工藝比較和經(jīng)濟性分析153
五、小結155
第三節(jié)飛灰的液壓造粒155
一、造粒原料與工藝155
二、液壓造粒工藝的適宜操作條件156
三、造粒產(chǎn)品性能分析158
四、經(jīng)濟性分析161
五、小結163
參考文獻163

第九章低階煤灰熔融特性及其對流化床氣化的影響165
第一節(jié)低階煤灰的組成以及各種礦物的熱行為165
第二節(jié)影響低階煤灰熔融性的因素168
一、化學組成對煤灰熔融性的影響168
二、礦物組成對煤灰熔融性的影響169
三、氣氛對煤灰熔融性的影響170
四、灰中焦含量對煤灰熔融性的影響171
第三節(jié)煤灰熔融性的預測方法171
一、參數(shù)法171
二、線性回歸法171
三、三元相圖法172
四、SiO2-Al2O3型礦物法174
第四節(jié)混灰熔融性的預測176
一、不同灰樣在三元相圖上的位置177
二、混灰熔點與三元相圖預測值的比較178
三、不同氣氛下混灰熔點實驗值與三元相圖預測的比較181
四、利用灰成分預測混灰熔點182
五、小結184
第五節(jié)低階煤灰熔融性對流化床氣化的影響185
參考文獻188

第十章低階煤流化床氣化甲醇馳放氣及非滲透氣的高效利用193
第一節(jié)馳放氣特點及組成193
第二節(jié)馳放氣利用方案194
一、直接分離路線194
二、馳放氣發(fā)電196
第三節(jié)馳放氣提氫后非滲透氣的高效利用199
一、非滲透氣的組成199
二、三種利用方案的工藝可行性探討200
三、三種方案能耗、運行成本、效益比較203
參考文獻204