第34卷第2期動力工程學(xué)報(bào)Vol. 34 No. 22014年2月Journal of Chinese Society of Power EngineeringFeb. 2014文章編號:1674- 7607(2014)02-0134-06中圖分類號:TQ546文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A .學(xué)科分類號:480.80加壓流化床煤氣化計(jì)算模型研究陳麗芳'，樸桂林'， 張居兵'， 謝浩'， 森滋勝2(1.南京師范大學(xué)能源與機(jī)械工程學(xué)院，南京210042;2. 名古屋大學(xué)化學(xué)工學(xué)科，名古屋464-8603)摘要:為了探索大型加壓流化床煤氣化的最佳操作條件和設(shè)計(jì)參數(shù)，建立了針對加壓流化床氣化方式的計(jì)算模型,包括顆粒模型.氣相模型、氣泡模型和焓平衡模型,分析了單位給煤量、氧量和水蒸氣等操作參數(shù)對碳轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)氣量和冷煤氣效率等參數(shù)的影響，并確定了給煤量的最佳操作范圍.結(jié)果表明:初期碳轉(zhuǎn)化率均保持在99%以上,對于相同床面積的氣化爐,可通過提高反應(yīng)壓力.來提高氣化爐處理量;反應(yīng)壓力由1.5 MPa提高到2.1 MPa時(shí)(提高40%),單位煤產(chǎn)氣量可增加34%以上;反應(yīng)壓力為2.1 MPa時(shí)，給煤量的最佳操作范圍為2.0~2.5 kg/(m2●s);氧煤比為0.6~0.7時(shí),冷煤氣效率可達(dá)到77%;生成氣體的熱值與水蒸氣比成正比.關(guān)鍵詞:煤氣化;加壓流化床;顆粒模型;氣相模型;數(shù)值模擬Simulation Modelling of Coal Gasification in Pressurized Fluidized BedCHEN Lifang'，PIAOGuilin' ，ZHANG Jubing'，XIE Hao'，Shigekatsu MORI2(1. School of Energy and Mechanical Engineering, Nanjing Normal University, Nanjing 210042, China;2. Department of Chemical Engineering, Nagoya University, Nagaya 464-8603, Japan)Abstract: To find the optimum operating conditions and design parameters for coal gasification of large sizepressurized fluidized bed, a number of simulation models were built up, including the solid particle model,gas-phase model, hydrodynamic model of bubbles and the enthalpy balance model，etc. ，based on whichthe effects of following factors on the carbon conversion rate， gas production rate and cold gas eficiencywere analyzed, such as the coal feed rate, the oxygen mass and the steam flow, etc, and subsequently theoptimum range of coal feed rate was determined. Results show that the carbon conversion rate is kept at alevel higher than 99% in the initial stage, and for gasifiers with same bed area, their handling capacity maybe increased by raising the operation pressure; the gas production rate per kilogram of coal will be in-creased by 34%，when the operation pressure is raised from 1.5 MPa to 2.1 MPa (raised by 40%); for anoperation pressure of 2.1 MPa, the optimum range of coal feed rate is from 2.0 kg/(m2●s) to2.5 kg/(m2●s); the cold gas efficiency may get up to 77% when the oxygen-coal ratio is in 0. 6-0. 7; the heatingvalue of generated gas is in direct proportion to the steam-air ratio.Key words: coal gasification; pressurized fluidized bed; particle model; gas phase model; simulation model收稿日期:2013-04-11修訂日期:2013-06-04中國煤化工基金項(xiàng)目:江蘇省自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(211330B312);江蘇省高校自然科學(xué)基金.HCNMHG作者簡介:陳麗芳(1985一),女.福建三明人,碩士研究生，主要從事煤氣化數(shù)學(xué)模型力田的時(shí)無.樸桂林(通信作者)，男,教授,博導(dǎo),電話(Tel. ):13739182091;E mail: paguili@g njnu. edu. cn..第2期陳麗芳,等:加壓流化床煤氣化計(jì)算模型研究符號說明:A---頻率因子ne..--第n網(wǎng)格從B相流人E相的r.- 流人的i氣體的摩爾分?jǐn)?shù)E---活化能,kJ/mol氣體摩爾流量,mol/sa(y)- 粒子側(cè)驅(qū)動力,1/(Pa. s)Har一空氣加熱到預(yù)熱溫度的焓，,r一流入的i氣體的摩爾流量，氣體交換比kJ/smol/sB-第n網(wǎng)格氣體摩爾流量與nπHeh- -.灰的顯熱,kJ/sn;,P "生成的j氣體的摩爾流量，之比Hc-未反應(yīng)焦的發(fā)熱量,kJ/s第n網(wǎng)格碳元素滯留質(zhì)量與煤焦在常溫時(shí)的焓,kJ/snπE、nτp-流入、生成氣體的總摩爾mBr之比生成氣體的顯熱,kJ/s流量,mol/sφ-與未反應(yīng)試樣細(xì)孔結(jié)構(gòu)相關(guān)的-床內(nèi)熱損失,kJ/sp,一--生成的j組分的分壓,Pa無因次參數(shù)Ha--生成氣體的發(fā)熱量,kJ/s.- 總壓,Pab,--1 kg煤析出揮發(fā)分中k氣體的Ham--水燕氣加熱到預(yù)熱溫度的-初始?xì)饣磻?yīng)速度質(zhì)量摩爾濃度,mol/kg焓,kJ/s.水蒸氣與空氣的物質(zhì)的量比下標(biāo)k--反應(yīng)速度常數(shù)-氧氣與碳物質(zhì)的量比i一 流入的氣體，包括H2O、Nz和-排出的煤灰質(zhì)量流量,kg/sT---流化床溫度,K)2mar-床內(nèi)總碳元素滯留質(zhì)量,kgy一碳轉(zhuǎn)化率j一生成的氣體， 包括H2O、H2、-熱分解后焦的含碳質(zhì)量流wc--煤含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)CO2、CO.CH和N:量,kg/s .Ij,b.n、Tj.e.n--B相、E相第n網(wǎng)格的k--揮發(fā)分氣體，包括H2O、 H2、.給煤量,kg/sj氣體摩爾分?jǐn)?shù)CO2.CO和CH。近幾年,我國煤氣化技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用向大容用于流化床煤氣化技術(shù)研究領(lǐng)域,如Yu等[18]基于量方向發(fā)展,尤其在煤化工領(lǐng)域中300 t/d 以上規(guī)CFD建立了二維鼓泡流化床煤氣化動力學(xué)模型.模的GE(Texaco)型和Shell 型氣流床氣化爐已成筆者針對加壓流化床煤氣化系統(tǒng),建立與實(shí)際為主流.然而,我國高灰熔點(diǎn)煤種(tp>1400 C)占流化床氣化運(yùn)行貼近的模型,其中包括顆粒模型、氣煤儲量的57%以上[1-3] ,其在Shell、GE(Texaco)等相模型、氣泡模型和焓平衡模型,針對大容量加壓流采用液態(tài)排渣方式的氣流床氣化爐中應(yīng)用時(shí),由于化床煤氣化進(jìn)行數(shù)值模 擬計(jì)算，充分掌握本系統(tǒng)的液態(tài)排渣困難、耗氧耗煤量大、合成氣質(zhì)量難以保障性能、最佳操作條件及設(shè)計(jì)參數(shù),為今后開展高灰熔等諸多因素受到了限制[45].在20世紀(jì)80年代至點(diǎn)煤大容量氣化爐的設(shè)計(jì)提供理論數(shù)據(jù)和依據(jù).21世紀(jì)初期,國外對加壓流化床氣化技術(shù)進(jìn)行了大1數(shù)學(xué)模型量的開發(fā)研究，與燃燒爐組合(APFBC, AdvancedPressurized Fluidized Bed Combustion)后系統(tǒng)的碳1.1煤氣化反應(yīng)及 氣化反應(yīng)速度式轉(zhuǎn)化率接近100%，同時(shí)脫硫基本在爐內(nèi)完成.本數(shù)學(xué)模型的建立主要考慮了以下煤氣化反應(yīng)APFBC技術(shù)是解決三高煤(高灰熔點(diǎn)、高灰分、高硫過程.分煤)氣化的有效途徑之一-.煤熱分解反應(yīng)建立加壓流化床煤氣化數(shù)學(xué)模型是APFBC系煤=焦+揮發(fā)分(1)統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)及放大規(guī)模的一個(gè)重要環(huán)節(jié),國內(nèi)外學(xué)假設(shè)在800 C氣化反應(yīng)溫度下,煤完全熱解,析者提出了許多流化床煤氣化數(shù)學(xué)模型.Watkinson出全部揮發(fā)分,揮發(fā)分主要由CO、H2、CO2、H2O和等[6]采用煤氣化平衡模型對生成的氣體組分進(jìn)行了CH組成.由于CH,與水蒸氣完全反應(yīng)溫度在簡單預(yù)測.Li等[門]用碳轉(zhuǎn)化率修正平衡模型改善模1 000 C左右,本計(jì)算中不考慮甲烷與水蒸氣的重?cái)M效果. Yan[8] 和Hamel[9] 等均采用兩相模型建立整反應(yīng),認(rèn)為氣化反應(yīng)由式(2)~式(4)組成.了鼓泡流化床氣化動力學(xué)模型. Mori等10111建立了C+ CO2 = 2CO(2)加壓流化床氣化模型,在小型流化床氣化爐試驗(yàn)研C+H2O= CO+ H2(3)究基礎(chǔ)_上進(jìn)行了修正,并在40t/d半工業(yè)試驗(yàn)裝置中國煤化工:(4)中得到驗(yàn)證.Piao等[2]在兩級加壓流化床氣化模型假設(shè)應(yīng)滿足式(4)的CNMHG的基礎(chǔ)上增加了爐內(nèi)氣化和脫硫的一爐兩段數(shù)學(xué)模MYH平衡關(guān)系.考心點(diǎn)以江時(shí)出兒衣山積在反應(yīng)過程型.近年來,CFD模型作為有效的分析手段也被應(yīng)中的變化,采用Hashimoto等14的反應(yīng)速度式..●136●動力工程學(xué)報(bào)第34卷k.,=A.jexp[- E.,/(RT)](5)氣相模型采用Modified Bubble Assemblage-rcom,; =k.;p;/(1+ke;p)(6)ModelfI5S計(jì)算氣相成分軸向體積分?jǐn)?shù)的變化.如圖[dy/dt];=x;(y)p,= .2所示,將噴嘴噴射高度和氣泡直徑分割為多個(gè)網(wǎng)- rom,(1-y)[1- $ln(1 -y)]'/2 .(7)格,各網(wǎng)格由B相和E相構(gòu)成.氣體在各相中完全式(5)~式(7)中:i-1、2;j=H2O和CO2;頻率因混合且相鄰兩相之間氣體相互交換;第一網(wǎng)格內(nèi)氣子A.、活化能E;.與未反應(yīng)試樣的細(xì)孔結(jié)構(gòu)相關(guān)體和顆粒完全混合,不區(qū)分B相和E相;顆粒在B的無因次參數(shù)φ的具體數(shù)值見表1.相內(nèi)不存在,僅存在于E相以及第一網(wǎng)格.氣化反.應(yīng)只在存在顆粒的E相以及第一網(wǎng)格內(nèi)進(jìn)行;熱分表1反應(yīng)動力學(xué)參數(shù)解反應(yīng)在各網(wǎng)格內(nèi)按碳元素滯留比wn進(jìn)行;水煤氣Tab.1 Reaction kinetic parameters重整反應(yīng)在假定E相以及第一網(wǎng)格快速達(dá)到平衡反應(yīng)中AE/(kJ. mol-' )狀態(tài)下進(jìn)行.氣化劑ATA2ECO21.2X1012 500287.0 61.9| "H.O.P "H.PβyMπτH2O.53000.003 6; 125.1- 56.1| "Co,p nco.p"CH.P "NP1.2數(shù)學(xué)模型的建立(N采用流化床氣化爐,并進(jìn)行以下假設(shè):(1)煤在BnTr流化床氣化爐中部分氣化,顆粒在床內(nèi)完全混合;(2)從氣化爐排出的未反應(yīng)焦全部回到氣化爐.,bur+ jon氣化模型由顆粒模型、氣相模型、氣泡模型和焓(nβ__InTF°。a,"ber平衡模型組成.顆粒模型即完全混合模型，假設(shè)流化床由稀相(B)(E(B相)區(qū)和濃相(E相)區(qū)構(gòu)成,并假定流化床氣化(2爐內(nèi)的氣相和顆粒完全混合.根據(jù)圖1所示的流化(1完全混合床煤氣化爐物質(zhì)平衡圖,列出物質(zhì)平衡式,結(jié)合氣化'π反應(yīng)速度式進(jìn)行解析,從而計(jì)算出碳轉(zhuǎn)化率.碳平衡圖2氣體組分的物質(zhì)平衡圖計(jì)算采用式(8),其余組分的物質(zhì)平衡采用相同的方Fig.2 Material balance diagram of gas component法計(jì)算,詳細(xì)計(jì)算式不在此贅述.水蒸氣與空氣的物質(zhì)的量比(簡稱水蒸氣比)和氧碳物質(zhì)的量比(簡稱由于第- -網(wǎng)格內(nèi)氣相和顆粒完全混合,物質(zhì)平衡式與顆粒模型類似，由式(11)表示.氧碳比)的計(jì)算分別見式(9)和式(10).nπe(1→β)+ w1qm.τZbk =- wumgrpr Xmeτ[λ; (y)pc2 +λz(y)PH,o]/0. 012=nco,.p十nco.p- qm,τ(bco2 +bco)一No,.F(8)[x(y)xco2山+ λ; (y)xH.0., ]/0.012(11)R. =nH.,o.p/nair.F =0.2nq,0.F/no2F(9)其余網(wǎng)格的E相區(qū)物質(zhì)平衡由式(12)表示Ro = nx2.x/(wcqm.:/0.012)(10)nen(1- an)+ wwqm.T2b, =- w,mBτPr X[ax(y)xc0y.o.n + λ2 (y)..../0.012(12)Ho.b.n H,buB相區(qū)不發(fā)生氣化反應(yīng),因此物質(zhì)平衡由式I xco,b.r Xco.b,n氣化爐(13)表示C熱解[rwc-0. 012(bco+bco2, + bcH, )]qm.T = qm.CtJ9m.c[D=0]B)E) t煤焦(13)mBT在氣泡模型中采用Mori-Wen[1o]的公式,計(jì)算床內(nèi)縱向分割的各網(wǎng)格氣泡直徑、氣泡分率和氣體交換系數(shù)等流態(tài)化參數(shù).同時(shí)確定出各網(wǎng)格高度、網(wǎng)格內(nèi)碳元素滯貿(mào)比"乃R胡氣體摩爾流量的值.由Qmeh' )于在氣化余TH中國煤化工、難,因此對常溫圖1流化床煤氣化爐 物質(zhì)平衡圖常壓下所測CNMHG修正.Fig. 1 Material balance diagram of fuidized bed coal gasifier在焓平衡模型中,通過計(jì)算各個(gè)焓值、床內(nèi)熱損.第2期陳麗芳,等:加壓流化床煤氣化計(jì)算模型研究失以及發(fā)熱量,求解給定條件下的流化床反應(yīng)溫度.空氣)的供給量.為了滿足焓平衡，這些操作變量之氣化爐進(jìn)、出口焓平衡由式(14)表示間存在一個(gè)制約關(guān)系.在實(shí)際流化床中,為了保證流Hou+ H+ Hsremn =化狀態(tài)的穩(wěn)定,氣體流速的可變范圍非常窄,通常為Hg+ Hq+Ha+Hc+ Hos(14)0.5~1.5 m/s.在本計(jì)算中,人口標(biāo)準(zhǔn)氣體空塔速度1.3 模型計(jì)算為0.8 m/s,因此要保持水蒸氣和空氣供給量的總以流化床壓力、溫度.給煤量、氣體投入量及初物質(zhì)的量一定.通常氣化爐按-定的負(fù)荷、在保證溫始流化速度作為計(jì)算初始值,求解流化參數(shù).假定碳度和壓力一定的情況下運(yùn)行，獨(dú)立操作變量的組合轉(zhuǎn)化率為y,根據(jù)完全混合模型求解y.用黃金分割包括以下2組:(1)溫度、壓力和給煤量;(2)溫度、法進(jìn)行收斂計(jì)算直到與假定值-致為止.由計(jì)算得壓力和空氣供給量(或水蒸氣比).出的生成氣體組分進(jìn)行氣體黏度計(jì)算，再次推算流表2給出了本計(jì)算中的床徑、床高及氣化爐操化速度.改變流化床溫度進(jìn)行迭代計(jì)算,直至焓平衡作條件.為了研究床內(nèi)壓力對系統(tǒng)性能的影響,通過為止.改變壓力進(jìn)行計(jì)算,所采用煤種的工業(yè)分析和元素采用Modified Bubble Assemblage Model進(jìn)行分析見表3,煤干燥和熱解后的氣體組成見表4.煤物質(zhì)平衡計(jì)算，所使用的流化參數(shù)值和碳轉(zhuǎn)化率是干燥和熱解后的氣體組成包括煤中的水分和逸出的通過完全混合模型計(jì)算得到的收斂值,并假定第一揮發(fā)分氣體.除表4中所示的組分外,揮發(fā)分組分還網(wǎng)格的氣體流量比β(第一網(wǎng)格的氣體摩爾流量與包含H2S、C.Hm等化合物，其含量較小，因此計(jì)算流入氣體的總摩爾流量之比),用于解析物質(zhì)平衡時(shí)忽略S這些組分. .式,反復(fù)計(jì)算求得β的收斂值.同樣,第二網(wǎng)格、第表2氣化爐的操作參數(shù)三網(wǎng).....第N網(wǎng)格依次進(jìn)行計(jì)算.根據(jù)碳的物Tab.2 Operating parameters of the coal gasifier質(zhì)平衡式反推算碳轉(zhuǎn)化率,反復(fù)計(jì)算直到與假定值參數(shù)數(shù)值一致為止.βn 和y的收斂計(jì)算采用Wegstein 法.氣化爐床徑/m空塔速度/(m.s-1)2操作變量和操作條件床高/m .布風(fēng)板孔徑/mm1.3流化床溫度/K1 153孔數(shù)13 333流化床氣化爐的操作變量包括流化床溫度、床床內(nèi)壓力/MPa1.5,2.1|噴嘴節(jié)距/ mm8.25內(nèi)壓力、單位床面積給煤量、水蒸氣以及氧氣(或表3煤的工業(yè)分析和元素分析[ab, 3 Proximate and ultimate analysis of coal%工業(yè)分析元素分析w (M)w(V)w(FC)re (A)w(C)o(H) .w (Ow(N)o(S)6.043. 240.810. 063. 65.115. 3表4煤干燥和 熱解后的氣體組成保證高碳轉(zhuǎn)化率的前提下,對于相同床面積氣化爐，Tab.4 Gas composition of the coal after drying and pyrolysis可通過提高反應(yīng)壓力來提高氣化爐處理量.mol/kg圖4給出了給煤量及壓力對單位煤產(chǎn)氣量和有質(zhì)量摩爾濃度b(CH) 6(CO) b(H2O) 6(CO2) 6(H2)效可燃?xì)怏w(C0+ H2 +CH,)生成量的影響.由圖411.657. 355. 53可知,無論是在2.1 MPa還是在1.5 MPa反應(yīng)壓力下，1kg煤的產(chǎn)氣量均隨著給煤量的增加而緩慢減3計(jì)算結(jié)果及分析少,當(dāng)反應(yīng)壓力由1.5 MPa提高到2.1 MPa(提高圖3給出了不同給煤量及壓力下碳轉(zhuǎn)化率的變40%)時(shí),產(chǎn)氣量可增加34%以上.給煤量的增加和化.由圖3可以看出,在相同氣化壓力下，碳轉(zhuǎn)化率反應(yīng)壓力的提高均有利于增加可燃?xì)怏w的生成量.隨著給煤量的增加而降低,而在相同給煤量下,高反結(jié)合圖3可知，碳轉(zhuǎn)化率和單位煤產(chǎn)氣量均隨著給應(yīng)壓力下可獲得高碳轉(zhuǎn)化率，初期碳轉(zhuǎn)化率均保持煤量的增加而降低.但增加給煤量會促使煤氣化反在99%以上.當(dāng)給煤量為2.5 kg/(m?●s)、反應(yīng)壓應(yīng)連續(xù)不斷中國煤化工:提高的同時(shí)反力由1.5MPa提高到2.1MPa時(shí)，碳轉(zhuǎn)化率由應(yīng)物濃度和YHCNMH G煤氣化反應(yīng)的70. 8%提高到89. 4%,即氣化規(guī)模增大了26%.在進(jìn)行，從而使生 成氣體中可燃?xì)怏w組分含量增加.因.●138●動力工程學(xué)報(bào)第34卷0.80r0.75-0.8-.2.1 MPa1 MPat 0.6F1.5 MPa .1.5 MPa0.2+0.5530.50-25一給煤量(kg . m2.sl)給煤量/(kg. m-2.s5)圖3碳轉(zhuǎn)化率 與給煤量的關(guān)系圖6冷煤氣效率與給煤量的關(guān)系Fig.3 Coal feed rate vs. carbon conversionFig.6 Coal feed rate vs. cold gas eficiency4.5p120合投人約1.4 kg/(m2●s)的給煤量,冷煤氣效率才能單位煤產(chǎn)氣量C 4.0f ... CO、H和CH的摩爾流量2.1 MPa達(dá)到77%.由此可見,反應(yīng)壓力為2.1MPa時(shí),給煤量的.5 MPa -803.0f80最佳操作范圍為2.0~2.5 kg/(m2●s);反應(yīng)壓力為1. 5 MPa時(shí),給煤量的最佳操作范圍為1.0~1.5群2.0f每.skg/(m2●s).圖7給出了氧煤比(即氧氣與煤的質(zhì)量比)對冷1.0煤氣效率的影響.由圖7可知,冷煤氣效率在氧煤比給煤量(kg.m2.5→)圖4單位煤產(chǎn)氣量、生成可燃?xì)怏w摩爾流量與給煤量的關(guān)系約為0.65時(shí)出現(xiàn)峰值77%,而且?guī)缀醪皇芊磻?yīng)壓Fig. 4 Influence of coal feed rate on gas production rate and molar力的影響.增大氧煤比可促進(jìn)煤氣化反應(yīng)的進(jìn)行,使.flow of combustible gases co, H2 and CH,生成的CO和H2的含量增加,從而使冷煤氣效率此,在不同反應(yīng)壓力下單位床面積給煤量存在一個(gè)提高;如果氧煤比繼續(xù)增大，促進(jìn)碳反應(yīng)生成COr，從而降低了CO組分的含量,使得冷煤氣效率降低.最佳操作范圍.圖5給出了水蒸氣消耗率與給煤量的關(guān)系.圖6給出了冷煤氣效率與給煤量的關(guān)系,對圖5和圖60.7s-進(jìn)行分析可得出給煤量的最佳操作范圍.由圖5可以看出,水蒸氣消耗率在低給煤量和高反應(yīng)壓力下0.65-顯示出較低值,而在高給煤量時(shí)出現(xiàn)最大值.在壓力受0.60F為1.5 MPa、給煤量約為2 kg/(m2●s)時(shí),水蒸氣.... 1.5 MPa一2.1 MPa消耗率達(dá)到最大,約為21%;在壓力為2.1 MPa時(shí)，0.50-0.0.60.8給煤量要增加到2.5 kg/(m2●s)左右才會達(dá)到水氧煤比蒸氣消耗率的最大值.由圖6可以看出,在壓力為圖7冷煤氣效率與氧煤比的關(guān)系1.5MPa時(shí),冷煤氣效率最佳值出現(xiàn)在給煤量為Fig.7 Ratio of O2 to coal vs. cold gas eficiency1. 05 kg/(m2●s)時(shí);當(dāng)壓力提高到2.1 MPa 時(shí),需當(dāng)反應(yīng)壓力為1.5 MPa時(shí),水蒸氣比對生成氣體的摩爾流量及熱值的影響見圖8.當(dāng)水蒸氣比從0.2. 1.s MPay0.4增大到1.2時(shí),生成氣體的熱值從9222kJ/m3增大到9985kJ/m3,而生成氣體摩爾流量的變化幅o.1of/ 2.1 MPa度很小,基本維持在128 mol/s.由此可知,增大水蒸氣比可以獲得較高的氣體熱值,但不會產(chǎn)生更多的0.12氣體.在流化床氣化爐中,如果保持流化速度和溫度一定,水蒸中國煤化工衡關(guān)系，當(dāng)水蒸給煤量(kg.m2.g)氣量增加時(shí)YHCN M H電合成氣(CO+圖5水蒸氣消耗率與給煤量的關(guān)系H2)的摩爾流量增加和熱值提高.Fig.5 Coal feed rate vs. steam consumption.第2期陳麗芳,等:加壓流化床煤氣化計(jì)算模型研究.●139●-10 200coal properties[ J]. 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Fuel, 2001，80(2): 195-即氣化規(guī)模增大.在保證高碳轉(zhuǎn)化率的前提下,對于207.相同床面積的氣化爐,可通過提高反應(yīng)壓力來提高[8] YAN H M，HEIDENREICH C，ZHANG D K.氣化爐處理量.Modeling of bubbling fluidised bed coal gasifiers[J].(2)當(dāng)反應(yīng)壓力由1.5 MPa提高到2.1 MPaFuel,1999 ,78(9):1027-1047.時(shí)(提高40%),單位煤產(chǎn)氣量可增加34%以上,增[9] HAMEL s, KRUMM w. Mathematical modeling加給煤量和提高反應(yīng)壓力有利于可燃?xì)怏w(CO+and simulation of bubbling fluicised bed gasifiers[J].Powder Technology, 2001, 120(1): 105-112.H2+CH)的生成.(3)給煤量在不同反應(yīng)壓力下存在一個(gè)最佳操[10]森滋勝 ,野村聰一,平岡節(jié)郎,等.2段流動層石炭千七力又化亍又卜7與>卜亍-夕0)乇亍兒解析書上UR作范圍.當(dāng)反應(yīng)壓力為1.5 MPa時(shí),給煤量的最佳0計(jì)算法[J].化學(xué)工學(xué)論文集，1981,7(5):505-操作范圍為1.0~1.5 kg/(m2●s);當(dāng)反應(yīng)壓力為11.2.1MPa時(shí)，給煤量的最佳操作范圍為2.0~2.5MORI S, NOMURA s, HIRAOKA s, etal. Data a-kg/(m2●s).nalysis of two-stage fluidized bed coal-char gasifier(4)當(dāng)氧煤比為0.6~0.7時(shí),冷煤氣效率可達(dá)based on a simulation model and its nurmerical method到77%.[J]. Journal of Chemical Engineering of Japan, 1981, .(5)生成氣體的熱值與水蒸氣比成正比，而生7(5) :505-511.成氣體的摩爾流量幾乎不受水蒸氣比的影響.[11] 森滋勝,栗田學(xué),野村聰- -,等.單段流動層石炭千中-力又化爐刀)乇于兒解析[J].化學(xué)工學(xué)論文集，參考文獻(xiàn):1984 ,10(5):590-595.MORI s, KURITA M, NOMURA s, et al. Model-[1]陳鵬.中國煤炭性質(zhì)、分類和利用[M].北京:化學(xué)工ing for the fluidized bed coal-char gasifier[J]. Journal業(yè)出版社,2001.of Chemical Engineering of Japan, 1984, 10(5):590-[2]潘連生. 積極采取措施努力促進(jìn)以我為主發(fā)展現(xiàn)代煤595.化工[J].煤化工,2007 ,35(1):1-6.PAN Liansheng. Take active measures and promote[12] PIAO G L, YAMAZAKI R, MORI s, et al. Simula-tion modeling of fluidized bed coal gasifier for newthe development of modern coal chemical industrytopping cycle system[J]. Kagaku Kogaku Ronbunshu,based on the situation of China[J]. Coal Chemical In-1998, 24(1): 42-45.dustry, 2007, 35(1): 1-6.[3] 烏曉江，小林信介，樸桂林，等.中國0)石炭資源量[13] YUL, LU J, ZHANG x. et al. Numerical simula-f.1in toal gasification by七高融點(diǎn)灰石炭力又化廠口七入O檢討[C]//石炭中國煤化工2(KTGF)[J]. 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