Page 74 - 电力与能源2022年第六期

5 3 6 马 青: 高温煤气化炉热力性能计算及分析

因为, 气化压力的逐渐升高, 增加了反应物的浓
3 煤气化炉热力性能计算及分析
度, 提高了化学反应速率, 使得大量地消耗 H 2 和
3.1 气化指标计算 CO 生成 CH 4 所以提高操作压力, H 2 和 CO 的
,
依据不同条件下煤气化炉粗煤气组分份额的 量逐渐减少, 而 CH 4 的量迅速增大, 但由于 CH 4
计算模型, 得到在表 1 给定入料边界条件下的粗 含量 相 对 比 较 低, 所 以 不 会 对 系 统 的 平 衡 造 成
煤气组 分 份 额 如 表 2 所 示, 绝 热 气 化 温 度 为 影响。

1892.37K 。
表 2 粗煤气组分所占份额及其物质的量
组分 份额 / % 物质的量 / kmol
CO 59.94 6104.7642
CO 2 2.66 270.9686
COS 0.08 8.3553
CH 4 2.94 298.4603
H 2 S 0.52 52.9753
H 2 28.88 2940.8486
H 2O 1.74 176.2317
N 2 3.24 330.0421
煤气化过程热力性能计算的目的在于确定以
某种煤质为原料气化时的各项气化指标, 这些指
标既是煤气化生产的主要技术经济指标, 又能作
为设计和运行的原始依据。煤气化过程的气化指
标主要有煤气热值、 煤气产率、 气化强度、 气化剂
耗量、 气化效率和热效率等。煤气化工艺特性指
标计算结果如表 3 所示。
表 3 煤气化工艺特性指标
气化参数 计算值
气化压力 / MPa 3.85
气化温度 / K 1892.37
碳转化率 / % 97.19
3
煤气效率 /( m · k g ) 1.9
-1
气化率 / % 85.2
3.2 煤气化炉热力性能分析
3.2.1 操作压力的影响
保持气流床气化边界参数不变, 分别选用操
作压力 1.0 , 2.0 , 3.0 , 3.8 , 4.0 , 5.0 MPa , 依次计
算不同工况下气化炉粗煤气的组分份额。其中煤
气中主要组分的体积分数随操作压力的变化趋势

,
如图 5 所示。由图 5 可见, H 2 H 2O , CO 和 CO 2
4 种气体的体积分数在所计算的压力范围之内无
明显变化, 其中 H 2O 和 CO 2 的体积分数随操作
压力的升高略有增大, 而 H 2 和 CO 的体积分数

随操作压力的升高有所减小。
CH 4 H 2 S 和 COS 的体积分数随操作压力的
,
变化趋 势 如 图 6 所 示。 由 图 6 明 显 可 以 看 出,
COS 和 H 2 S 的体积分数随操作压力的变化基本
图 5 H 2 , H 2O , CO 和 CO 2 的体积分数随操作压力的变化趋势
不变, 而 CH 4 的体积分数则有显著的增大, 这是