Page 75 - 电力与能源2022年第六期
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马   青: 高温煤气化炉热力性能计算及分析                                   5 7
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                                                                    图 8  温度对碳转化率和气化效率的影响趋势图
                                                                   由图 7 和图 8 可以看出, 当操作压力一定时,
                                                               随着气化温度的升高, 反应系统中未反应单质碳
                                                               的物质的量分数迅速减小, CO 的体积分数有所
                                                               增大, 但气化温度的升高降低了水煤气反应的平
                                                               衡系数, 致使 CO 2 的体积分数开始减小, CO 仍然
                                                               保持增大的趋势。单质碳在 1300K 时基本反应
                                                               完全, 即当气化温度高于 1300K 时, 碳转化率趋
                                                               于 100% 。由于 CO 的体积分数保持单调递增,
                                                               所以气化效率也会单调上升, 随后因 CO 增加速
                                                               率的放缓而趋于平稳。因此, 要获得好的气化效
                                                               率, 提高气化温度是必要的, 而操作压力的提高虽
                图 6 CH 4 , H 2 S和 COS的体积分数随操作压力的变化趋势
                                                               然会提高气化强度和生产能力, 但与此同时影响
                   通过分析可以看出, 操作压力对煤气组分的
                                                               到了 CO 的体积分数。
              影响极小, 但是从反应方程的角度来讲, 提高压力
                                                              3.2.3  氧煤比的影响
              虽没有影响粗煤气的组分, 但增加了反应物的浓
                                                                   在给煤量、 给蒸汽量不变的条件下, 改变入炉
              度, 一定程度上提高了反应速率, 进而会提高气化
                                                               氧气量, 利用预测程序进行计算, 得到不同氧煤比
              强度和生产能力, 因此会弥补常压气流床气化强
                                                               下各组分份额的变化, 如图 9 和图 10 所示。
              度和生产能力有限的缺点。
              3.2.2  气化温度的影响
                   保持其他气化参数不变, 依次计算气化炉操
              作温度在 600~1800K 每增加 100K 的煤气组
              分, 如图 7 和图 8 所示。









                                                                  图 9  氧煤比对 H 2O 、 H 2 、 CO 和 CO 2 体积分数的影响
                                                                   由图 9 可以看出, 在低氧煤比时, 由于氧气量
                                                               不足, 大量的单质碳没有发生反应, 系统还原系
                                                               统, 气化温度较低, 水蒸气分解反应的速率也很
                                                               低, 因此 H 2 CO 和 CO 2 的体积分数较小。当增
                                                                         ,
                      图 7  温度对 CO 和 CO 2 体积分数的影响               加给氧量, 提高氧煤比后, 系统中的单质碳与氧气
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