气化炉设计及数值计算论文

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毕业设计论文-年产50万吨煤气化工艺设计

学生毕业设计（论文）题目：50万吨/年煤气化工艺设计摘要煤气是重要的化工产品与原料，它广泛用于合成氨、民用燃气、工业用气乃至发电，有着巨大的市场潜力。

随着世界石油资源的减少和煤气化生产成本的降低，发展使用煤气化等新的替代燃料，己成为一种趋势。

中国是资源和能源相对匾乏的国家，少气，缺油，但煤炭资源相对丰富，发展煤制气，以煤代替石油，是国家能源安全的需要，也是化学工业高速发展的需求。

本课题通过对国内外几种煤气化工艺流程的对比，最终选择高压法煤气化制备煤气的shell工艺生产流程。

最后设计出shell气化炉的基本尺寸；并对反应过程进行了物料衡算、热量衡算。

关键词：煤气化；shell气化炉；物料衡算，；热量衡算论文类型：工程设计ABSTRACTGas is an important chemical products and raw materials, it is widely used in synthetic ammonia, civil and industrial gas, gas, electricity, and has a huge market potential. With the world of petroleum resources and reduce production cost of coal gasification, the development of a new alternative fuel use coal gasification, etc, has become a trend. China is relatively short of energy resources like gas and oil, but relatively rich of coal,so development of coal to gas,but petroleum is national energy safety needs, as well as chemical industry .Shell gasification is chesde fianly by contrasting severed gasification,peocess at home and abroad .Mass balance and heat balance of gasification process are caleulated .The technoloyical dimensions of shell gasifier are designed .Keywords：Coal gasification；Shell Gasifier；Mass balance；Heat balance Thesis：Engineering Design目录1绪论 (1)1.1煤气化过程原理 (1)1.2国内外煤气化发展的现状和趋势 (1)1.3SHELL煤气化工艺 (2)1.4本课题研究的主要内容 (5)2 SHELL煤气化 (7)2.1选择SHELL煤气化的原因 (7)2.2工艺流程图 (7)2.3SHELL气化工艺的主要设备 (8)2.4SHELL气化过程中的化学反应 (9)2.5气化反应的物料、热量衡算 (10)2.5.1气化反应的物料衡算 (10)2.5.2气化反应的热量衡算 (18)2.650万吨煤气化产物分析 (18)3 SHELL气化炉的设计 (20)3.1SHELL气化炉 (20)3.2SHELL炉体工艺尺寸计算 (21)4总结 (22)参考文献 (1)致谢......................................................................................................... 错误!未定义书签。

Texaco煤气化炉数学模型研究_2_计算结果及分析

第21卷　第4期　・1316・2001年8月动　力　工　程POWER ENGINEERING　Vol.21No.4　Au g.,2001　文章编号:1000-6761(2001)04-1316-04Texaco 煤气化炉数学模型研究(2)——计算结果及分析李　政,　王天骄,　韩志明,　郑洪韬,　倪维斗(清华大学　热能工程系,北京100084)摘　要:利用论文第一部分建立的能够反映T ex aco 气化炉内部质量和能量平衡、并考虑了多种化学反应动力学的数学模型,详细计算了气化炉的主要运行参数(如水煤浆质量配比,氧气纯度,氧煤比,煤粉粒径,气化温度以及气化压力等)对气化炉性能的影响。

在展现各种参数对最终气化产物成分的影响的同时,分析和揭示了这些影响的内在机理和规律。

分析结果表明:气化温度是影响气化反应速度和最终产物成分的最关键因素。

表7参2关键词:Texaco ;煤气化;数学模型中图分类号:TK 229.8 文献标识码:A收稿日期:2000-02-15　修订日期:2000-05-22基金项目:国家重点基础研究发展规划(973)项目作者简介:李　政(1965-),男,清华大学热能工程系教授,系副主任。

0　引　言本文是Tex aco 煤气化炉数学模型研究的性能计算与结果分析部分。

利用前文建立的气化炉数学模型,将分别研究各种运行参数对气化炉性能的影响。

这些操作参数包括:水煤浆煤水配比,用作气化剂的氧化浓度,氧煤质量配比,煤粉粒度,气化炉工作压力和气化温度。

其目的在于通过计算展现上述参数与出口产物的成分和数量间的关系,并利用化学反应原理,进一步研究和揭示气化炉内部过程和参数间的作用规律。

不难理解,气化炉出口煤气成分和碳转化率与固体颗粒在炉内的停留时间相关,停留时间越长,气化反应进行的越充分。

在不考虑煤中碳混入熔渣流出气化炉而不能完全转化的机械因素时,如果停留时间无限长,碳理论上可以完全转化。

而实际上,由于气化炉的长度有限,煤颗粒在炉内的停留时间是有限的。

粉煤气流床气化炉的数值模拟

衡模型，应用Ｇｉｂ并ｂｓ自由能最小化方法建立了Ｓｅｌ煤气化模型，应用神华、化和天碱煤种ｈｌ粉并沾对模型进行检验；友谦用能量最小化原理建立项加压气化模型，用四种方法对微分方程求解．并以上
中图分类号ＴＱ５５ＴＱ５１４，４
０引言
Ａｓｅｌｓ一种通用的化工过程模拟、化ｐｎＰｕ是优
拟，同时考虑操作条件的改变对煤气化性能的影响；
张宗飞等ｌ以Ａｓｅｌｓ＿７ｐｎＰｕ为模拟工具，择反应平选
Ｐｕ工业系统流程模拟软件，用Ｇｂｓ自由能最ｌｓ运ｉｂ
１粉煤气流床煤气化炉模型
运用Ｇｂｓ自由能最小化方法建立粉煤气流床．ｂｉ
煤气化模型见图１其中包括：）规定反应程度和转，１
小化的方法建立了气流床煤气化模型，研究了气化
（ｄａｃｄｓｓｅｆｒｐｏｅｓｅｇｎｅｉｇ，称ａｖｎｅｙｔｍｏｒｃｓｎｉｅｒ）简ｎ
ＡＳＥ其主要功能包括：）具有工艺过程的热动ＰＮ．１力学和传输特性模型；）拥有一个完善的物性数据２库；）具有物性参数分析系统；）包括５种单元３华等＿用Ｇｉｂ代５ｂｓ自由能最
小化的方法对粉煤气化过程和某一混合煤种进行了
热力学平衡分析，对某一混合煤种进行了气化模并

气化炉煤气分析系统的设计

二级预处理系统安装在仪表附近，程如图２流
２１０２年第４期
蔡东盛：化炉煤气分析系统的设计气
、
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／／流＿节一
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嘞一
２主要部件的作用与工作原理
２．节流减压器１
Ｌ一－
ｒ１Ｉ
关键词：尘；除除水；温；压减减
中圈分类号：Ｑ０６１Ｔ５．６
文献标识码：Ｂ
ห้องสมุดไป่ตู้
文章编号：０５３０２１）４１ —０１０ —８７（０２０ — ８３
气化炉是煤化工（成氨，合甲醇等）中产生原料
的干扰引起的分析误差。缺点是色谱是周期分析，
不是实时分析，分析结果滞后。色谱的运行需要载气，维护成本高。此外，谱本身相对复杂，现场色对
维护人员的技术水平要求较高；常规分析仪具有响应时间快，护成本低，现场维护人员的要求不是维对很高的优点。不过，由于气化炉煤气组分比较复杂，
仪表故障的原因很少是由于仪表本身的质量引起的，数情况下是由于预处理系统失效导致仪表多损坏。所以，预处理系统的好坏是分析系统长期稳定运行的关键。本文针对气化炉工艺条件的特点设
计了一套预处理系统，过长时间运行证明系统设经计合理，护量少，行可靠稳定，足了用户的要维运满

户用型上吸式生物质气化炉的设计

户用型上吸式生物质气化炉的设计上吸式生物质气化炉是一种将生物质燃料转化为可燃气体的设备，广泛用于热能利用和发电系统中。

设计一个高效可靠的上吸式生物质气化炉，需要考虑以下几个方面。

首先，设计一个合适的炉膛结构。

炉膛是气化反应的主要区域，炉膛结构的合理设计能够提高生物质的气化效率和燃烧效果。

合理选择炉膛的尺寸和形状，使其能够充分利用反应床体积，提高气化效率。

另外，应考虑炉膛的材料选择，确保其耐高温和耐腐蚀性能，以及设计合理的进气和出气口。

其次，设计一个高效的气化反应床。

反应床是生物质气化反应的核心部分，通过调整反应床的形状和材料，可以提高气化效率。

常用的反应床材料有陶瓷、耐火材料、碳纤维等，选择合适的反应床材料能够提高反应床的耐高温性能和传热效率。

此外，反应床的形状也应适当设计，以便增加生物质和气体之间的接触面积，提高气化效率。

再次，设计一个有效的气体分离装置。

气体分离装置的设计可以有效地从气化产物中分离出可燃气体。

常见的气体分离装置有精制净化器、过滤器和冷却器等。

精制净化器可以去除气体中的灰尘和颗粒物，过滤器可以去除气体中的杂质和高分子化合物，冷却器可以将气体冷却到安全温度以便储存和利用。

最后，设计一个完善的安全控制系统。

生物质气化过程中产生的气体具有一定的危险性，因此设计一个完善的安全控制系统非常重要。

安全控制系统应包括气体泄漏监测和报警装置、过温保护装置和防爆装置等。

此外，还应设置完善的操作控制系统，以便对气化炉的运行进行实时监测和控制。

综上所述，设计一个高效可靠的上吸式生物质气化炉需要考虑炉膛结构、气化反应床、气体分离装置和安全控制系统等方面。

通过合理的设计和选择，可以提高气化炉的气化效率和燃烧效果，实现对生物质资源的高效利用。

毕业论文(设计)下吸式固定床气化炉气化特性研究

下吸式固定床气化炉气化特性研究摘要：生物质型CCHP系统中气化炉作为产气源，其气化特性将直接影响整个系统的能量输出和运行特性。

本文以一台下吸式固定床气化炉为研究对象，运用了热化学平衡原理构建了理论模型，分别讨论了空气/生物质摩尔比率m、含湿量w、污泥占比对气化反应的影响。

研究结果表明m的降低和w的增加，都会提高合成气的高位热值和降低反应温度。

而污泥-红木联合气化反应中，污泥的加入会导致气化反应恶化。

关键字：下吸式气化炉；热化学平衡；气化特性Investigation of gasification characteristics of adowndraft fixed-bed gasifierLAI Kai, WU Jing-Yi, LI Chun-Yu(Institute of Refrigeration and Cryogenics, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240)Abstract: Gasifier as producing gas source of Bio-CCHP system, its gasification characteristics directly affect the energy output and operating characteristics of whole system. In this paper, a downdraft fixed bed gasifier is studied. A gasifier model is constructed based on thermal chemical equilibrium theory, and influence of air/biomass mole ratio, moisture content, and sludge content on gasification is evaluated. Results show that with decrease of biomass/air mole ratio and increase of moisture content, the HHV of syngas improves and the reaction temperature reduces. While the addition of sludge leads to deterioration of gasification reaction in the sludge-red wood co-gasification.Key words: downdraft fixed bed gasifier; thermo-chemical equilibrium ; gasification characteristics0.引言随着全球能源需求的不断增加和化石能源的日趋枯竭，绿色能源成为未来可持续发展的重要力量。

IGCC示范工程煤气化炉的数值模拟

第32卷　第1期2009年1月煤炭转化COAL CONV ERSIONVol.32　No.1Jan.2009　3国家“863”高技术基金资助项目(2007AA05Z247).1)硕士生;2)教授、博士生导师;3)博士后;4)博士生,上海交通大学热能工程研究所,200240　上海收稿日期:2008209217;修回日期:2008210223IG CC 示范工程煤气化炉的数值模拟3沈玲玲1)　姜秀民2)　王　辉3)　黄庠永4) 摘　要　采用Aspen Plus 流程模拟软件对某拟建的IGCC 示范工程的德士古煤气化炉进行数值模拟,通过考虑碳的不完全转换对计算流程进行了改进,并运用CPD 模型预测煤热裂解的产物分布.研究了煤气化炉的重要操作参数(即水煤浆浓度、氧煤比、气化压力和气化温度)对气化结果的影响.在计算区间内,发现高浓度水煤浆浓度范围内,随浓度的增加,煤气的主要成分(H 2+CO )的总含量增加.气化温度增大到1400℃左右时,煤气的主要成分随气化温度的进一步增加会趋于一个恒定值.关键词　Aspen Plus ,IGCC ,德士古气化炉中图分类号　TQ541,TM611.30　引　言整体煤气化燃气2蒸汽联合循环(IGCC )发电技术可以将燃煤电站的循环效率提高至39%～41%(L HV )[1],是目前最先进的燃煤发电技术之一.目前采用气流床气化技术的德士古气化炉的运行经验和已商业化的台数最多.它的发展已度过原理概念性开拓验证阶段,并进入商业示范验证阶段.[2]它既有发电的高效率,又有极好的环保性能,因而成为世界瞩目的极有发展前途的一种先进的洁净煤发电技术.[3]IGCC 系统内的德士古气化炉可采用激冷式和装有煤气冷却器两种方案,本文所结合的某拟建的大型IGCC 示范工程采用的是安装煤气冷却器的气化炉,又称为全热能回收式气化炉,从能量有效利用的观点来看,这种方案是最合理的.模拟计算是理解化工过程的有用工具.通过计算,可以对整个煤气化过程进行分析,寻找最优操作点,提高整个过程的热效率,达到过程优化的目的;可以辅助设计以及解释说明实验数据;还可以预测合成气的组成和污染物的排放.[4]采用Aspen Plus 软件对气化炉模拟时,以往建立的气化炉模型是先把煤分解为相同质量和发热量的由碳氢和其他化合物、纯净元素和灰组成的常规物流混合物,再通到平衡反应器中.[5,6]这种做法假定煤全部转化成煤气,无法计及碳转化率;采用的补救措施是在后续流程中排放掉一部分煤气来模拟煤的不完全转换,其结果导致其他元素的流失.因此,通过在模拟过程设定非常规物质,把碳的不完全转换考虑进去,使模型的模拟更符合实际的气化炉,从而解决了对碳的不完全转化考虑不足的问题.本文是结合国内拟建的首台大型IGCC 示范工程,利用Aspen Plus 软件对该项目中的德士古气化炉进行气化模拟.通过对碳模型的改进,提出了一个新的计算方案,在改变不同气化参数的情况下,研究各参数对生成煤气的主要有效成分(H 2+CO )的影响,计算结果可对系统方案的设计提供参考数据.1　气化炉煤气化炉模型1.1　工艺说明德士古气化炉是把水煤浆与气化剂(约95%氧)一起喷入气流床气化炉内进行火焰型非催化部分氧化反应的工艺过程,生成的粗煤气采用煤气冷却器冷却,灰渣采用液态排渣.本文只模拟水煤浆进入气化炉内发生气化的过程,暂未考虑进入辐射废热锅炉之后系统内的情况.1.2　气化机理德士古气化炉的气化过程实际上是煤炭在高温下的极为复杂的多相热化学反应过程,其可能发生的化学反应[1]可概括如下:1)煤的干燥、裂解及挥发物的燃烧气化.由于在富氧环境中,反应区的温度很高,煤粉加热速度极快,可以认为煤粉中的水分瞬间蒸发;同时,热解速度大大高于煤粉的燃烧及气化反应速度.[7]2)固体颗粒与气化剂(氧气、水蒸气)间的反应.在高温条件下,脱除挥发分的粉煤固体颗粒或半焦中的固定碳与气化剂进行燃烧反应为:C +O 2CO 22C +O 22CO 固定碳与水蒸气进行异相水煤气反应为:C +H 2O H 2+CO C +2H 2O 2H 2+CO 23)生成的气体与固体颗粒间的反应.高温的半焦颗粒与反应生成气的反应为:C +CO 22COC +2H 2CH 4在高温条件下,煤中的硫也会与还原性气体发生反应为:(1/2)S 2+H 2H 2S (1/2)S 2+CO COS4)反应生成的气体彼此间的反应.高温条件下,反应生成气体的活性很强,彼此之间存在着可逆反应为: CO +H 2O H 2+CO 2(一氧化碳变换反应) CO +3H 2C H 4+2H 2O CO 2+4H 2C H 4+2H 2O 2CO +2H 2CH 4+CO 2 H 2S +COCOS +H 21.3　气化过程模型的简化运用软件建模时,需对过程进行适当的简化处理,这里假设煤气化反应可分解成两个独立的过程:1)水分蒸发和煤脱挥发分的过程,采用化学渗滤脱挥发分模型(CPD )能很好地模拟煤热裂解、燃烧气化的产物分布.[8]CPD 模型是Fletcher 等[9211]开发的,该模型可用于描述煤在快速加热条件下的裂解情况.CPD 模型是通过煤的化学结构预测裂解产物,它不仅可以预测轻气体(H 2O ,N 2,O 2,H 2,CO ,CO 2和小分子的碳氢化合物)的分布,而且可以预测氮元素产物分布的数量和形态.[12]2)气化产物与气化剂、固定碳间以及气化产物间的反应.该过程可采用气化达到化学平衡时G ibbs 自由能最小化原理,严格计算化学反应平衡和相平衡,以得到最终的气化组成.计算时,必须规定反应器温度和压力或压力和焓值,模型以原子平衡限制为条件,使G ibbs 自由能最小化;但不需要具体的化学反应方程式和化学计量数,将整个系统看成是一个复杂化学反应过程.1.4　用AspenPlus 软件建模采用CPD 模型预测煤热裂解的产物分布,假定所有的反应遵循G ibbs 自由能最小化方法[13],建立如图1所示的气流床水煤浆气化炉模型.图1　Aspen Plus 模拟流程Fig.1　Aspen Plus simulation flowsheet 图1中wet 2coal 为进入系统的水煤浆,其工业分析与元素分析见表1;Inburner 为煤浆中粉煤经表1　煤样的元素和工业分析(%3,ar)Table 1　Ultimate and proximate analysis of thetesting coal samples (%3,ar )Ultimate analysis CHN S O1)Proximate analysisAVFC M57.81 3.620.840.359.2910.7927.2244.6917.3　3Percent of weight ;1)By difference.过裂解后的产物,考虑ryield 模块中碳的不完全转化,因此inburner 输出物流中包括纯元素C ,纯元素S ,H 2O ,N 2,O 2,H 2,CO ,CO 2,ash 和UBC ;Qt ransfe 为粉煤裂解热;Lost 为气化系统的热损失;Syngas 为粗合成气;Solids 为排放熔渣(是Ash 和UBC ).Ryield 单元是一个仅计算收率的简单反应器.主要功能是将粉煤分解转化成单元素的分子,并将热解热传递给后面的Rgibbs 单元,同时在Ryield51第1期沈玲玲等　IGCC 示范工程煤气化炉的数值模拟单元中考虑碳的不完全转化,把ash和UBC都定义成非常规物质.Rgibbs单元是一个基于G ibbs自由能最小化原理的反应器.对于煤气化系统,根据表1煤样分析知,除ash和UBC不进行化学反应外[14],常规物质生成粗煤气包含的组分为:H2O,N2,O2, S,H2,C,CO,CO2,H2S,COS,C H4和N H3.体系达到平衡时体系的G ibbs自由能达到最小值.2　模型的参数设置用Aspen Plus软件计算时,一般将所涉及的组分分为mixed(常规物质)、cisolid(常规惰性固体)和NC(非常规物质)三类物流.对于常规组分,包括常规固体组分(即组成均匀、有确定分子量的固体),用R K2soave方程计算物质的相关热力学性质.非常规固体组分是指不同种类的固体混合物. Aspen Plus对这类物质作了简化处理,认为它不参与化学平衡和相平衡,只计算密度和焓.Aspen Plus 一般用Hcoalgen模型来计算煤的焓,这个模型包含了燃烧热、标准生成焓和热容的不同关联式.采用dcoaligt模型计算煤的真实的干基密度.3　操作参数对气化结果的影响德士古气化炉产生的煤气的主要成分为H2和CO,还有部分CO2和水蒸气,其他气体含量甚微.本文通过改变水煤浆浓度、氧煤比、气化压力和气化温度对产生煤气中的主要可燃成分(H2+CO)进行模拟并分析各参数变化对只计算(H2+CO)成分时所生成煤气的热值的影响.本文所模拟的国内拟建的IGCC示范工程中煤气化炉的工艺参数为:水煤浆流量为107.23t/h,煤浆浓度变化范围60%～70%(质量分数);氧气流量57.969t/h(O2体积分数为95,N2为5),氧煤比0.7～1.0;气化压力为2M Pa～10M Pa;气化温度1100℃～2000℃.考虑的碳转化率为98%,热损失为0.5%.3.1　水煤浆浓度设定氧煤比,碳转化率为98%,热损失为0.5%,气化压力为3.6M Pa,并保持煤和氧气的量不变,通过改变水的量,使水煤浆浓度在60%～70%之间变化,得到不同水煤浆浓度下煤气主要成分H2和CO体积分数和热值的计算结果(见图2).由图2a～图2c可知,随着煤浆浓度的增加,CO图2　水煤浆浓度对气化结果的影响Fig.2　Effect of concentration of water coal slurryon gasification resultsa———H2;b———CO;c———H2+CO;d———Heat value和有效气成分(H2+CO)呈上升趋势,H2呈下降趋势.其原因是由于氧煤比不变,随着煤浆浓度的增加,水蒸发所消耗的热量占总热量的份额越来越小,从而导致气化炉温度升高.温度的升高,加剧异相反应的进行,有利于碳转化率的升高,促进了CO和H2的生成[15];但是,水煤浆中水量的减少以及温度的升高,使水煤气反应受到限制[15],不利于H2的生成.两种因素综合作用,结果H2含量有所减少.由图2d可知,煤气的热值曲线呈上升趋势.从热值角度讲,煤浆浓度越高对气化结果越有利;但提高煤浆浓度,会引起煤浆黏度剧增,给成浆和气化炉加料带来困难,故选取煤浆浓度时应综合考虑.61煤　炭　转　化 2009年3.2　氧煤比固定水煤浆流量并保持其他参数不变,通过改变氧气的流量,使氧煤比(kg 氧气/kg 干煤)由0.7变化到1.0,计算得到的H 2和CO 的体积分数及(H 2+CO )的热值变化见图3.图3　氧煤比对气化结果的影响Fig.3　E ffect of oxygen/coal mass ratio on gasification resultsa ———H 2;b ———CO ;c ———H 2+CO ;d ———Heat value由图3a ～图3c 可以看出,当氧煤比在0.7～1.0范围内变化时,随着氧煤比增加,H 2和(H 2+CO )含量迅速降低,CO 含量降低的斜率稍缓.原因是氧煤比增大导致燃烧反应增强,H 2和CO 更多地被燃烧反应掉,使燃烧分别转化成为H 2O 和CO 2的量也增加.但燃烧反应增强,气化炉温度就会增高,又使气化反应强化.综合两种因素,氧煤比增大造成的结果是H 2和CO 浓度下降了,生成气中(H 2+CO )的含量也下降了,导致生成煤气的热值相应也就下降了(见图3d ).所以当氧煤比在0.7～1.0时,应尽量减小氧煤比,继而可以减少空分系统的制氧量,使厂用电量减少,提高IGCC 整体效率及经济性.3.3　气化压力其他操作参数不变的情况下,使气化压力从2M Pa 变化到10M Pa ,计算得到的H 2和CO 的体积分数及(H 2+CO )的热值变化见图4.图4　气化压力对气化结果的影响Fig.4　Effect of pressure on gasification results a ———H 2;b ———CO ;c ———H 2+CO ;d ———Heat value71第1期沈玲玲等　IGCC 示范工程煤气化炉的数值模拟由图4可以看出,当气化压力在2MPa～10MPa 范围内变化时,随着气化压力的升高,H2,CO和有效产物(H2+CO)含量增加,煤气热值也增加.随着压力的升高,温度条件不变时,炉内气化反应得到强化,反应生成了更多的CO和H2[16],所以,H2和CO及(H2+CO)有效产物含量增加了.气化炉中气化压力主要是根据所需煤气组成而定[17],但气化压力并不是越高越好,它的确定还需要考虑工艺制造和操作管理方面的条件.3.4　气化温度保持其他操作条件不变,使气化温度从1100℃变化到2000℃,CO和H2的体积分数及(H2+ CO)的热值变化见图5.由图5可以看出,随着气化温度的升高,H2的含量先略升高然后降低,CO的含量逐渐增加,在1400℃左右(H2+CO)的总量趋于一个恒定值.当温度超过1300℃时,水煤气反应发生显著[17],生成CO和H2量增加;而且随着温度的升高,碳转化率增高,在氧气量不变的条件下,相应CO生成量增加;而根据Hougen的研究,随着温度的升高,一氧化碳变化反应受制约,因此H2含量减少.综合上述因素,出现图5a中的曲线变化趋势.由图5d可以看出,随着气化温度的升高,气化有效产物(H2+CO)的热值逐渐降低,原因是H2的热值比CO的热值要大,CO增加量的热值无法弥补H2减少量的热值,所以出现图5d中热值曲线下降的趋势.随着温度的升高,对气化炉耐火材料要求增高,从而增加设备的费用.因而,温度不是越高越好,可取1400℃作为气化温度.4　结　论1)水煤浆浓度在60%～70%范围内增大时, (H2+CO)的总含量增加,煤气热值也是增加的.2)氧煤比在0.7～1.0范围内增大时,H2和CO及(H2+CO)的质量分数都是减小的,导致煤气热值降低,所以应尽量降低氧煤比.3)气化压力在2M Pa～10MPa范围内增大时,H2和CO及(H2+CO)的质量分数都增大,因而图5　气化温度对气化结果的影响Fig.5　Effect of temperature on gasification resultsa———H2;b———CO;c———H2+CO;d———Heat value煤气热值也是增大的.4)当气化温度高于1400℃时,(H2+CO)的质量分数会趋于一个恒定值,综合考虑各因素,建议气化温度保持在1400℃以下.参　考　文　献[1]　许世森,张东亮,任永强.大规模煤气化技术[M].北京:化学工业出版社,2006.[2]　江丽霞,蔡睿贤,金红光等.世界上若干典型IGCC电站的发展现状[J].燃气轮机发电技术,2000:324.81煤　炭　转　化 2009年[3]　董卫国,危师让.IGCC技术在我国发展前景[J].燃气轮机发电技术,1999(3):126.[4]　林　立.Aspen Plus软件应用于煤气化的模拟[J].上海化工,2006,31(8):10213.[5]　徐　越,吴一宁,危师让.基于ASPEN PL US平台的干煤粉加压气流床气化性能模拟[J].西安交通大学学报,2003,37(7):6922694.[6]　徐　越,吴一宁,危师让.二段式干煤粉气流床气化技术的模拟研究与分析[J].中国电机工程学报,2003,23(10):1862190.[7]　高正阳,阎维平,刘　忠.煤颗粒在快速升温过程中非傅立叶导热效应的计算研究[J].中国电机工程学报,2002,22(9):1412145.[8]　Tian Yajun,Xie Kechang,Zhu Suyu et al.Simulation of Coal Pyrolysis in Plasma J et by CPD Mode[J].Energy and Fuels,2001,15:135421358.[9]　Grant D M,Pugmire R J,Fletcher T H et al.A Chemical Model of Coal Devolatilization Using Percolation Lattice Statistics[J].Energy and Fuels,1989(3):1752186.[10]　Fletcher T H,Kerstein A R,Pugmire R J.Chemical Percolation Model for Devolatilization(Ⅱ):Temperature and HeatingRate Effect s on Product Y ields[J].Energy and Fuels,1990(4):54260.[11]　Fletcher T er’s Manual for t he CPD Model[S].Chemical Engineering Depart ment,1999.[12]　Verasa C A G,Carvalho J J A,Ferreira M A.The Chemical Percolation Devolatilization Model Applied to t he Devolatilizationof Coal in High Intensity Acoustic Fields[J].Brazil Chemical Society,2002(3):3582367.[13]　汪　洋,代正华,于广锁等.运用G ibbs自由能最小化方法模拟气流床煤气化炉[J].煤炭转化,2004,27(4):27233.[14]　张　斌,李　政,江　宁等.基于Aspen Plus建立喷流床煤气化炉模型[J].化工学报,2003,54(8):117921182.[15]　吴玉新,张建胜,王明敏等.用简化PDF模型对气化炉运行特性的分析[J].中国电机工程学报,2007,27(32):57262.[16]　王金花.水煤浆气化机理及气化过程的仿真[D].北京:北京科技大学,2004.[17]　谭井坤,韩雪东,白庆泰等.对提高煤气产量降低能耗的研究[J].化工技术与开发,2002,31(3):54255.NUMERICAL SIMU LATION OF GASIFIER IN AN IG CCDEMONSTRATION PROJECTShen Lingling　Jiang Xiumin　W ang H ui and H uang Xiangyong (S chool of Mechanical Engi neeri ng,S han g hai J i aotong U ni versit y,200240S hang hai)ABSTRACT　Aspen Plus software is used to simulate a Texaco gasifier of an IGCC demon2 st ratio n p roject.By considering incomplete carbo n conversion to improve simulation flowsheet and using CPD model to p redict production of coal t hermal decomposition,t he effect of some im2 portant operation parameters such as coal co ncent ration of water coal slurry,oxygen/coal ratio, pressure and temperat ure in coal gasifier on t he gasification p roduction has been st udied.The re2 sult s show t hat wit hin t he calculation range,t he percentage of main component s increases as t he coal slurry concentration increases wit hin high coal concent ration.And main component s tend to be a constant value when temperat ure is about1400centigrade.KEY WOR DS　Aspen Plus,integrated gasification combined cycle,Texaco gasifier 91第1期沈玲玲等　IGCC示范工程煤气化炉的数值模拟。

煤制天然气甲烷化炉设计

煤制天然气甲烷化炉设计摘要：甲烷化炉为煤制天然气生产中的重要设备之一。

针对炉内的反应、介质特性，对甲烷化炉的选材及结构进行了分析，并对设备制造的难点进行了分析，提出了可行的方案。

关键词：甲烷化；甲烷化炉；选材；结构Design of methanation furnace in substituted natural gas production from coalAbstract：Methanation furnace is one of the most important production equipment in coal to natural gas. For the reaction in the furnace and the dielectric characteristics, the materials selection and structure of methanation furnace are analysised, so equipment manufacturing difficulties. The paper gives feasible solution .Keywords：Methanation ; methanation furnace; materials selection ; structure前言煤通过气化可制得合成气，也可通过热解转化为热解气、焦油和半焦，同时我国的炼焦行业也副产大量焦炉煤气，这些合成气、热解气和焦炉气中均含有大量CO和H2，可通过净化、调节氢碳比后进行甲烷化反应制备甲烷燃气，即代用天然气。

煤制甲烷具有较高的热能有效利用率(53%)，不仅对煤炭的高效洁净综合利用具有十分重要的意义，也为我国天然气缺口的填补提供了一条切实可行的途径[1]。

国外煤气甲烷化技术研究始于20世纪40年代，而真正发展是在70年代，由于能源危机，加快了研究步伐，开发了一系列以煤和石脑油为原料制天然气的工艺过程，并开始工业化应用。

一种新型气化炉的设计构想

度不受排渣问题的影响。熔渣激冷槽在燃烧室的
收稿日０４７９２０－－０期：０１作者简价：王伟，６年生，１９９山东省滕州市人，大专文化，工程师。曾发表论文５篇。联系电话：３－６６００２３９７６２２
万方数据
第１期
王伟．一种新型气化炉的设计构想
化，说技术现还适合中的国［０可以该在不国情［２１
２新型气化炉的设计构想结合上述两种技术的优点设计一种新型的气化炉，同样是水煤浆进料，但是反应产生的气体和
反应产生的熔渣分两个方向走，Ｓｅ气化炉即像ｈｌｌ那样，反应后产生的气体向上走，而反应产生的熔
于水蒸气的分解［。由于ＣＨ４］／是质量比，而Ｈ的
原子量比较小，－Ｔ炉和Ｓｅ炉人炉煤的Ｈ含Ｋｈｌｌ
量与煤气中Ｈ的产量基本相当。在这个工艺变２
化过程中水煤浆气化加人的是水，产出的是工艺气，所以水蒸气分解反应的经济效益是很高的。所以这两种工艺的经济效益基本相当。６新型气化炉的技术优势１水煤浆进料操作简单、）方便、安全，而且可以使用较高的操作压力，有利于提高装置的生产强度和规模，适合建立大型化的生产装置。２反应产生的工艺煤气和熔融的灰渣分两）个方向走，工艺气向上走，灰渣向下走，气体变换和熔渣排放互不影响，转化室出口气体的温度可以控制得比较低，以得到较高的气体转化率和碳的转化率。有利于充分利用燃烧室产生的加高温反应环境，加深气化反应的进行。３使用废热锅炉，）回收部分高品质热能，提高了装置的热效率。４燃烧室的温度可以不必像德士古炉那样）控制太高的温度，延长了耐火材料的使用寿命。５解决了德士古气化炉操作温度受排渣温）度影响的问题，扩大了适应煤种的范围。６出转化室的粗煤气用水激冷，）比谢尔气化用净化冷却后的冷煤气冷却要简捷方便，而且可以提供部分水蒸气供后工序的变换过程使用。

煤粉气化炉CFD计算分析及优化

煤粉气化炉CFD计算分析及优化为了证实哪种炉型煤粉气化炉更具有合理性，本文利用数值模拟方法，对炉内气化过程进行研究。

结果表明，炉型2结构相对于炉型1结构能够使炉内温度场、流场均匀，煤粉气化剂垂直喷入炉内，避免如炉型1冲刷一侧炉壁的情况。

炉内温度梯度显著降低，平均温度水平上升，炉膛中心湍流强烈，使得气化强度增强，避免了高温喷射火舌和局部超高温区的出现，降低了对炉壁材料的要求，有利于水冷壁的保护。

因此炉型2是结构设计的首要选择。

数值模拟方法为进一步的设计提供了理论依据。

标签：煤粉气化炉；燃烧；数值模拟；温度场；流场引言作为能源领域发展的重要方向和优先主题之一的煤炭气化技术，具有原料消耗低，碳转化率高，热效率高，煤种适应性强等优势，煤粉气化炉就成为煤化工产业的龙头，近年来倍受用户青睐，在工业锅炉行业具有广阔的发展前景。

本文主要通过某设计院正在设计当中的两种模型煤粉气化炉进行温度场和流场的数值[1]模拟结果，来分析气化炉运行状况以及其合理性，为进一步设计和安全生产提供参考。

1 研究对象及其数值模拟1.1 物理模型本文进行数值模拟的物理炉型为两种进行简化处理的煤粉气化炉，两种模型煤粉气化炉结构图如图炉型1和炉型2，高度均为15m，直径5m，将炉膛上端的圆角部分简化为圆柱结构，下端部分则简化为倒置圆台结构，煤粉气化剂通过同一喷嘴喷入炉内，两种炉子的不同之处在于，一种生成的合成气和液渣向炉子一侧排出，而另一种煤粉气化炉生成的合成气和液渣向炉子下方排出。

气化剂采用纯氧和水蒸汽。

本模型忽略水冷壁蒸发对传热过程的影响。

1.2 网格划分、边界条件及计算方法2 计算结果及讨论2.1 炉型1的计算结果及分析对于炉型1的计算结果，由图1和图2可以看出因烟气出口在炉膛一侧，火焰形状发生偏转，从入口而來的射流偏向一侧冲刷炉壁，速度值达到33/s，火焰两侧因形成漩涡，速度值最小。

火焰的中心温度大约为1799K，冲向炉壁的火焰温度约为1640K，远高于设计的水冷壁壁温723K，其它区域的火焰温度则逐渐减小。

移动床煤气化炉的设计及计算-文档投稿赚钱网

• 理想气化指标 • 燃料干馏过程的计算 • 煤中含碳量的平衡 • 煤气组成、热值和产率的确定 • 绘制物料平衡表 • 计算煤气发生炉的热平衡
煤气产率/气化效率/热效率
通过计算潞安矿务局
干煤气产率：3.38m3/kg 湿煤气产率：3.58m3/kg 气化效率：69.63% 热效率：76.66%
以上作为气化炉设计的基础参数
• (b) 气固反应：
• C + O2→ CO2 • 2C + O2→ 2CO • C + H2O→ CO + H2 • C + CO2→ 2CO • C + 2H2→CH4
固定床气化技术工艺
• 定床气化技术也称移动床气化技术，是世界上最早开发和应用的气化技术。固定床一般以块煤或焦煤为原料，煤（焦）由气化炉顶部加入，自上而下经过干燥层、干馏层、还原层和氧化层，最后形成灰渣排出炉外，气化剂自下而上经灰渣层预热后进入氧化层和还原层。固定床气化的局限性是对床层均匀性和透气性要求较高，入炉煤要有一定的粒（块）度（6～50mm）和均匀性。煤的机械强度、热稳定性、黏结性和结渣性等指标都与透气性有关，因此，固定床气化炉对入炉原料有很多限制。
• 大型固定床气化技术包括Lurgi气化技术、BGL气化技术和YM气化技术等。加压固定床气化技术是在常压固定床气化技术基础上发展起来的，主要解决常压固定床气化技术中气化强度低、单炉处理负荷小等缺点，最有代表性的是Lurgi加压气化炉。
• BGL气化技术是在Lurgi气化技术基础上发展起来的，该技术最大的改进是降低了蒸汽与氧气的体积比，提高了气化反应区的温度，实现熔融态排渣，从而提高了生产能力，可更适合于灰熔点低的煤和对蒸汽反应活性较低的煤。

生物质气化炉智能控制论文

生物质气化炉智能控制论文1工艺分析及控制结构生物质气化过程的本质是生物质碳与气体之间的非均相反应和气体之间的均相反应。

该过程十分复杂，随着气化设备的不同、气化工艺过程的差异及反应条件(如气化反应剂的种类、气化反应温度、反应时间、有无催化剂的添加、气化原料种类、原料的含水率等)的不同，其反应过程也大不相同;但一般会经历干燥、热解、氧化、还原4个过程。

在上述反应过程中，只有氧化反应是放热反应，释放出的热量为生物质干燥、热解和还原阶段提供热量。

在实际气化过程中，上述4个过程并没有明确的边界，是相互渗透和交错的。

气化炉是实行生物质气化过程的技术设备。

在气化炉中，生物质完成了气化反应过程并转化为生物质燃气。

气化炉能量转化效率的高低是整个气化系统的关键所在，故气化炉型式的选择及其控制运行参数是气化系统非常重要的制约条件。

针对其运行方式的不同，可将气化炉分为固定床式和流化床式两大类型。

其中，固定床式气化炉主要有上吸式、下吸式、横吸式及开心式4种;流化床式气化炉主要有鼓泡床式、循环流化式、双床式及携带床式4种。

据统计，当前商业运行的生物质气化设备中，75%采用下吸式固定床，20%采用流化床，2．5%采用上吸式气化炉，另外2．5%采用其他形式气化系统。

本文以使用最为广泛的下吸式固定床作为研究对象，分析生物质气化炉的结构和工作过程，如图1所示。

下吸式固定床气化炉的工作过程为：首先，粉碎处理后的生物质物料由炉子顶部混合空气后，经由上料口投入下吸式固定床气化炉;其次，气化炉底部燃气出口处设置有引风机，正常工作时，引风机输出抽力，在炉内形成负压，使反应产生的气体在炉内流动，同时设置在喉管区的鼓风机，负责向氧化层输入一次风，为气化过程提供充分的氧气，实现对生物质物料的充分氧化;最后经过还原反应区，生成可燃气体。

物料和空气在炉内由上至下、随着温度的变化按照干燥、热解、氧化、还原4个反应层依次地实行气化反应，形成有少量杂质的可燃气体，该气体经过净化工艺处理，最终形成能够直接使用的可燃气体。

双流体床气化炉的设计及其优化控制

双流体床气化炉的设计及其优化控制气化技术是一种重要的能源转换方式，可以将固体燃料转化为可燃气体，用于发电，供热等领域。

双流体床气化炉是目前比较常见的气化设备之一。

本文将介绍双流体床气化炉的设计及其优化控制方法。

一、双流体床气化炉的原理双流体床气化炉是在气化床的基础上发展而来的新型气化设备。

它由上、下两个气化床组成。

上层气化床主要用于热解和部分氧化反应，下层气化床则用于完全氧化反应。

在操作过程中，先将固体燃料投入上层气化床中，同时向其中喷入少量氧气和水蒸气。

在高温气体的作用下，固体燃料会发生热解和部分氧化反应，形成可燃气体。

这些可燃气体随后会进入到下层气化床中，与更多的氧气反应，最终生成高温的气体，可以用于发电，供热等领域。

二、双流体床气化炉的设计1. 气化床的材料选择气化床的材料需要具有较高的耐高温性、抗磨损性、耐腐蚀性等特点。

目前常用的气化床材料有富钛渣、碳化硅、碳化钼等。

其中，富钛渣是一种较为常见的选择，因其化学稳定性好，热稳定性高。

2. 气化床的结构设计气化床的结构设计需要考虑到其防爆、防堵、散状物料的均匀分布等问题。

为此，设计时一般采用倾斜床面形式，使得散状物料可以均匀流动，减少气化床的阻力。

3. 气化炉的热力学计算在气化炉设计的过程中，需要进行热力学计算，以确定所需的燃料、气体流量、温度等参数。

其中，燃料的选择应该顾及到其能量含量，分解反应的速率等因素。

三、双流体床气化炉的优化控制1. 控制氧气的流量在控制气化炉的过程中，需要合理控制氧气的流量，以实现燃料的完全氧化反应。

一般来说，过多的氧气会导致废气的产生过多，影响气化炉的效率。

2. 控制水蒸气的流量水蒸气是气化炉中的重要参与物，其流量的控制可以影响气化反应的速率、产气量等因素。

因此，在优化控制过程中，需要合理控制水蒸气的流量，以达到最佳气化效率。

3. 控制气化床的温度气化床的温度是影响气化反应的关键参数之一。

过高或过低的温度都会导致气化过程的不稳定。

气化炉设计及数值计算论文

课程：新能源开发与利用专业：农业机械化及其自动化姓名：XXX学号：XXXXXXXX教师：XXX小型家用气化炉设计及数值计算XXX（院系:南农工学院农机系学号：XXXXXXXX E-mail：XXXXXXX@）摘要：随着化石燃料资源的日益减少以及在利用过程中对环境造成的巨大破坏，生物质能的资源化利用正受到越来越多的重视。

而小型家用生物质气化技术由于具有结构简单，管路短，操作维护简单方便，耗资少等优点，适应于我国农村目前普遍的经济水平和组织体制。

本文结合我国农村的实际情况，设计出小型家用生物质上吸式气化炉。

该小型家用气化炉解决了现役气化炉中气化性能不理想，焦油含量高的问题。

相信此类气化炉将在未来占据一定规模的市场份额，逐步推广到我国农村偏远地区，为解决民生问题作出巨大贡献。

关键词：气化炉；生物质；数值设计；秸秆；净化装置Small Household Gasifier Design And Numerical CalculationXXX(departments: south NongJiXi a&m college student number: XXXXXXX E-mail:XXXXXXX@) Abstract:With the dwindling of fossil fuel resources and caused enormous damage to the environment in the process of utilization, biomass utilization is being more and more attention. And because small household biomass gasification technology has the advantages of simple structure, short line, simple and convenient operation and maintenance, less cost, adapted to the current general economic level and organization system in the rural areas. Combined with the actual situation of our country rural area, this paper designed a small household suction on the biomass gasifier. The small household gasifier has solved the active service in the gasifier gasification performance is not ideal, the problem of high tar content. Believe this kind of gasifier will occupy the market share of a certain size in the future, gradually to remote rural areas in China, the huge contribution to solve the problem of the people's livelihood.Key words:gasifier; biomass; numerical design; straw; purification plant0 引言在世界能源消耗中，生物质能源一直是人类赖以生存的重要能源，是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量的第四位的能源，在整个能源系统中占有重要地位。

IGCC气化炉性能计算及分析

1. 2 能量平衡计算本文以气化炉进料到干煤气出口为系统如图 1。
Y N 2 - 1. 013
对于用干法送煤的气化炉 , 氮平衡为: 空气中带入氮量 + 煤中氮量 + 送煤的氮量 = 干煤气中氮量 + 分离出的氮量即: V k 0. 79+ 0. 8 整理上式有: V k = 1. 266 V g 式中: Y N 2 N2 f N2 s N ar + N 2 s = V g YN ar + N 2f
( 5) 湿煤气产率 V H 2 O V H2 O = V g 式中: 1+ H 2O ( 6)
Y CO 2 , Y CO, Y CH 4
蒸汽的密度, kg/ Bm 3 ;
一般当煤中挥发分小于 10 % 时, 可不考虑焦油量的影响。即 Cj = 0 。 ( 3) 以氮平衡计算空气耗量 V k 据气化过程前后氮量为衡量有 : 空气中带入氮量+ 煤中氮量= 干煤气中氮量。即 : V k 0. 79+ 0. 8 整理上式有: V k = 1. 266 Vg N ar = V g YN2 N ar ( 3)
13. 12 g/ 100g 煤 , 温度取 58 # 。表1
C H N S O A sh 气化压力/ M P a
气化剂中蒸汽的比热, kJ/ kg ∀# ;
Tb 气化剂中蒸汽温度。 ( 7) 气化剂中空气物理热 Q 4 = l Ck T k 式中: l Ck 空气量; 空气比热 , kJ/ kg ∀ # ; ( 13)
2
炉系统中能量的转化效率, 它与气化炉系统的热煤气效率相差不很多。
[ 4]
即为气化炉系统的热
煤气效率。式中: K 热量有效回收系数; QR 气化 1 kg 原料煤可回收热量总Байду номын сангаас, Q R = Q 2!+ Q3!+ Q4!。

下吸式生物质气化炉的设计

③气化炉料斗外壁焊有翅片 , 以增大产出气与料斗的换热面积 ,降低产出气的温度 ,提高气化炉的热效率。
④气化炉内具有火焰温度稳定效应 , 即当反应温度偏高时 , 作为吸热的还原反应相对加剧 , 从而降低了气体温度 ; 当反应温度偏低时 , 还原反应相对减缓 ,放热的氧化反应占优势 ,又使气体温度升高。火焰温度稳定在 800～1 200 ℃,这样产出气成分也相对稳定。
下吸式生物质气化炉由于具有结构简单 , 易于操作 , 产出气的焦油含量低等优点已经得到了广泛的应用。生物质气化过程是一个复杂的热化学反应过程 , 生物质气化炉各部位结构尺寸将极大地影响气化炉的热效率、产气成分和产气品质 , 所以设计合理的生物质气化炉是有效利用生物质能的关键。下面针对下吸式气化炉的特点介绍其设计要点。 1 下吸式生物质气化炉的工作原理
喷嘴中空气流速推荐值为 15～20 m/ s , 根据计算出的理论空气量以及喉部的几何尺寸确定喷嘴的孔径和数量。在结构允许的条件下 ,较多的喷嘴有利于空气和物料的良好混合 , 但也增大了阻力 ,增加风机负荷。
②“喉部”几何尺寸的计算 “喉部”的几何尺寸决定了气化炉的产气能力 , 应根据气化强度以及物料的物理特性进行计算。
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2000 年第 4 期 (总第 92 期)
农村能源
·17 ·
⑤由于“喉部”的存在 , 使下吸式气化炉的气化能力要低于外形尺寸相同的其它结构形式的气化炉 ,尤其是上吸式气化炉。 3 下吸式生物质气化炉设计要点
3 陈学俊 , 陈听宽 . 锅炉原理 . 北京 : 机械工业出版社 ,1981 收稿日期 :2000 - 07 - 15

下吸式秸秆气化炉博士论文

摘要能源是国民经济建设和人民生活的重要物质基础，而以石油为主的第三代能源正面临着枯竭的危险。

人类必须寻找到一种可经济开发、丰富、清洁的能源。

因此，开发与利用新能源和可再生能源，已经成为世界性的能源建设发展的战略方向。

本设计是笔者在通过大量的阅读和收集有关气化方面资料和对气化炉实物进行了参观的基础之上，对秸秆气化的原理、工艺过程、参数选择、影响因素及气化气有害杂质去除方法等作了较详细的论述。

同时，笔者从实际出发结合我国农村的现实情况设计了下吸式秸秆气化炉，并提出了自己的相应观点。

关键字：生物质；秸秆气化；下吸式；气化炉AbstractThe energy is the national economy construction and the lives of the people important material base, but is facing the danger which by the petroleum third-generation energy sources primarily dries up. The humanity must seek to one kind may the economical development, rich, the clean energy. Therefore, develops and uses the new and renewable sources of energy, already became the worldwide basis energy construction development the strategic direction.It designs to be author in through to read and collect about gasification respect materials and go on foundation that visit to gasification stove material object a large amount of originally, To principle, straw of gasification, craft course , parameter choose, influence factor and gasification angry harmful impurity get rid of method ,etc. make more detailed argumentation. Meanwhile, I is it combine of our country reality of countryside design the sucking type straw gasification stove of downing to proceed from the reality, have put forward one's own corresponding view.Key word: Bionass Gasification of the straw Leave the sucking type Gasification stove.1目录1绪论 (3)2 生物质秸秆气化技术 (3)2.1 生物质能概述 (3)2.2秸秆资源 (5)2.3 气化原理 (8)2.4 生物质气化工艺 (9)3 秸秆气化的参数及影响产气质量的因素分析 (9)4 秸秆气化的设备 (11)4.1 秸秆气化集中供气系统 (11)4.2气化炉 (12)4.2.1 上吸式气化炉 (12)4.2.2下吸式气化炉 (13)4.2.3 影响下吸式气化炉产气质量的因素 (13)4.2.4 流化床气化炉 (14)5 下吸式秸秆气化炉的设计说明 (15)5.1上层炉筒的材料选择、加工工艺及各结构的功用 (16)5.2 下层炉筒的材料选择、加工工艺及各结构的功用 (17)5.3炉桥的材料选择、加工工艺及各结构的功用 (18)5.4喷嘴的材料选择、加工工艺及各结构的功用 (18)5.5出灰孔孔盖的材料选择、加工工艺及各结构的功用 (18)5.6气化炉的装配 (19)6 生物质可燃气的净化 (19)6.1气化气中杂质的组成、危害及去除方法 (19)6.2 焦油 (20)6.2.1 焦油的生成机理 (20)6.2.2 焦油的特点和危害 (20)6.3 焦油去除方案 (21)6.3.1水洗法 (21)6.3.2过滤法 (21)6.3.3 催化裂解法 (21)6.3.4静电捕焦法 (22)6.3.5旋风分离器脱焦法 (23)7结论 (24)8致谢 (25)参考文献： (26)21绪论能源是国民经济建设和人民生活的重要物质基础，在某种意义上，人类社会生产的发展史，就是人类能源开发利用史。

玉米芯气化炉设计

东北大学材料与冶金学院课程设计（论文）(新能源科学与工程)题目生物质无焦油气化炉设计专业新能源科学与工程班级新能源1101班姓名******学号********指导教师******完成日期2015年1月11日~2015年1月22日1２玉米芯高温空气气化实验系统设计计算理想气化指标理想气化指标的计算是在以下几个假设条件的基础上进行的（1）气化原料为纯碳，且碳全部转化为CO 。

（2）按化学计量方程式供给空气和水蒸汽，且无剩余。

（3）气化系统为绝热系统，碳和氧生成CO 的反应所放出的热量全部用于水蒸气分解反应，无热量损失。

理想的煤气组成（体积百分数）：=CO 41.6%，=2H 20.8%，=2N 37.6%煤气热值：7.503m MJ （1791.33m kcal ）煤气产率：4.48kg m 3 冷煤气效率：100% 空气消耗：2.15kg m 3 蒸汽消耗：0.75kg kg气化过程计算气化过程计算是发生炉制气工段工艺设计的基础。

气化过程计算应确定：发生炉煤气组成、热值、产气率、蒸汽和空气耗率、其它副产品产率、气化效率、热效率等。

发生炉煤气气化过程计算方法有两种：一是控制计算法；二是综合计算法。

前者以实际测定的数据为计算依据，后者以一部分实测数据和一部分理论数据为计算依据。

以玉米芯为原料，制取混合发生炉煤气。

已知：（1）玉米芯的元素组成玉米芯热值=y l Q 高15.477kg MJ 低14.040kg MJ （2）焦油组成３（3）假定带出物为加入原料量的2％（重量）；（4）灰渣排出温度为300℃，灰渣含碳量为2％（5）煤气出口温度为900℃；（6）假定气化100kg 烟煤用蒸汽21.6kg 求：用综合计算法计算：（1）干煤气的组成和热值；（2）干煤气产率；（3）鼓风空气量；（4）水蒸气分解率和煤气中水蒸气的含量；（5）气化效率；（6）炉壁的热损失。

计算基准为100kg 应用基入炉原料。

德士古气化炉气化反应过程的数值模拟与特性分析

德士古气化炉气化反应过程的数值模拟与特性分析郭威;钟伟民【期刊名称】《华东理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(044)002【摘要】Coal gasification technology has played an important role in coal development and utilization approaches of coal.Texaco gasifier,as a representative of the mature gasifier,is purchased by most of the enterprises to carry out industrial production.In order to improve the gasification process,detailed numerical simulation is necessary.Based on Fluent software,numerical simulation of the coal gasification process for a Texaco gasifier was investigated with a comprehensive model.Previous geometric model of gasifier payed more attention to simple two-dimensional rectangle shape,and ignored the effect of nozzle and spherical head on the flow field of the gasifier.In addition,previous researches mainly focused on the method of probability density function,while it was hard to use non-premixed combustion model to simulate the heterogeneous reactions of coke with CO2,H2O and other substances.Therefore,the distribution of the components in the gasifier can't be well reflected.In this paper,Finite Rate/Eddy-Dissipation model was adopted to simulate the coal gasification process and DPM(Discrete Phase Model) was adopted to solve the multiple-surface-reactions of coal pared with the non-premixed probability density function method,the results weremore accurate.Standard k-ε turbulent model was adopted to close the momentum equation.P-1 radiation model was adopted to simulate the internal radiation characteristics of gasifier.The validity of the model was confirmed by comparing the model prediction data with industrial data.On the basis of this model,the coupling relationship of the threefactors,including the coal slurry flow rate,oxygen flow rate and coal slurry concentration was investigated.The effect of the center oxygen ratio defining as the proportion of center oxygen to total oxygen on the gas components of gasifier outlet,the efficiency of effective components,the outlet temperature and the carbon conversion ratio were investigated;A reference was provided to improve the efficiency of effective components and the carbon conversion ratio,and to ensure industry production safety.%利用Fluent软件对德士古水煤浆气化炉进行数值模拟仿真.用Finite Rate/Eddy-Dis-sipation(有限速率/涡耗散)模型求解气化过程;用Standard k-ε湍流模型封闭动量方程;用DPM (离散相)模型设置并求解煤粉燃烧的多步焦炭反应;用P-1辐射模型模拟气化炉内辐射特性.通过比较模型预测的数据与工业数据的差别,证实了模型的有效性.在此模型基础上考察了煤浆流量、氧气流量和煤浆浓度三者之间的耦合关系和中心氧体积分数对出口气体组成、有效气产率、温度及碳转化率的影响规律,为提高煤气有效成分、碳转化率和保证生产安全提供参考依据.【总页数】7页(P155-161)【作者】郭威;钟伟民【作者单位】华东理工大学化工过程先进控制和优化技术教育部重点实验室,上海200237;华东理工大学化工过程先进控制和优化技术教育部重点实验室,上海200237【正文语种】中文【中图分类】TQ534【相关文献】1.德士古气化炉内煤气化过程的数值研究 [J], 刘向军;朴泰俊2.德士古气化炉气化过程剖析 II：冷态速度分布测试 [J], 于遵宏;孙建辉3.德士古气化炉气化过程剖析（Ⅲ）—停留时间分布测试 [J], 于遵宏;孙建辉4.德士古气化炉气化过程剖析（Ⅳ）：停留时间分布模型 [J], 于遵宏;孙建辉5.德士古气化炉气化过程剖析（Ⅴ）：—区域模型 [J], 于遵宏;于建国因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。