煤气温度（共4篇）
煤气温度 篇1
1 流程简述
云天化云峰分公司气化厂煤气发生炉工艺流程为典型的中氮流程, 对煤气的降温是在洗气箱和煤气洗涤塔内进行。对半水煤气的温度控制指标是, 2013年4月16日56℃, 10月6日44℃, 水温介于43~46℃ (环境温度为26℃时) 之间, 因而在保证降低制气阻力的条件下, 半水煤气在洗气箱进行第一次净化时, 行程短, 参与换热的循环水量少, 煤气温度降低幅度小。半水煤气在洗涤塔进行第二次除尘降温, 与循环洗涤水逆向换热, 降温效果较洗气箱好。
2 存在的问题
煤气炉制气过程中, 上、下行煤气温度总和在610~660℃, 煤气带走大量的热量, 造成热损失大, 原料消耗高。下行煤气主要由CO2、CO、O2、H2、CH4、N2组成, 温度介于220~260℃之间, 下行煤气显热未经任何回收而直接进入洗气箱 (3#炉改造后已回收下行煤气显热) , 造成洗气箱洗涤循环水温高。
煤气携带的蒸汽在洗气箱冷凝后释放出大量热量, 造成洗气箱洗涤循环水温高, 在后工序同样的洗涤条件下, 会使煤气温度高。因而蒸汽分解率低, 循环水温升高, 进而使煤气温度升高。
因煤气洗涤所用循环水含尘 (116mg/L) 高, 长期使用易堵塞洗气箱加水管及洗涤塔喷头, 造成洗气箱加水量小, 洗涤塔喷淋密度小, 致使煤气温度升高。环境温度26℃时, 洗气箱洗涤水温平均在55℃左右。
循环水温度高, 同样会造成煤气温度高。老造气循环水温度较新造气高3~6℃, 洗涤后的煤气温度老造气较新造气高5.6℃, 降低循环水温度可显著降低煤气温度。循环水主要在凉水塔处冷却降温, 凉水塔布水的均匀及轴流风机风量大小是降温的关键。而老造气循环水的1#凉水塔有布水不均现象, 一面水量大, 一面水量偏小, 对老造气循环水温度有一定影响。
从全国的现状来看, 山东、河南有些厂煤气温度控制得较低, 常年平均在34℃以下, 相同管径条件下体积流量大些, 为压缩机提高打气量创造了条件。因而降低煤气温度对生产有着积极的作用。
每年4~10月, 宣威地区平均气温在23~26℃之间。气化厂半水煤气夏季温度在53℃左右 (开三台轴流风机降温的情况下) , 温度高相比温度低, 半水煤气气体体积流量小, 因而压缩机打气量相对小, 压缩机单机能力相对小。
半水煤气含尘量高、温度高, 会加速工艺管线的冲刷、磨损与腐蚀, 以及各运转设备转子的负荷, 造成电耗增加。
因而降低煤气温度是节能降耗的一条途径, 能降低合成氨生产成本, 提高系统安全生产的能力和设备运行周期。
我们降低煤气温度的目标是:半水煤气温度降低10℃。
3 控制分析
(1) 降低上下行煤气温度, 回收下行煤气显热, 降低半水煤气进入洗气箱的温度。
(2) 加大洗气箱洗涤水量, 降低半水煤气进入洗涤塔的温度, 或者洗气箱上部加高, 采取喷淋洗涤, 并增大喷淋密度。
(3) 加大洗涤塔循环水喷淋密度, 加大循环水与煤气逆行换热效率, 降低半水煤气温度。
(4) 降低循环冷却水的温度, 降低循环水中尘含量, 减少管道堵塞。
(5) 提高蒸汽分解率, 减少半水煤气中蒸汽量, 降低循环水温度。
4 采取的措施
4.1 洗气箱改造
加大洗气箱洗涤水量。但要加大洗气箱流量, 必须对洗气箱进行降低阻力的改造。因洗气箱底部斜叉管仅有管道截面积的一半, 溢流口口径为管。我们将洗气箱斜叉管改造为截面积0.07m2的斜管, 溢流口直径为洗气箱完成降低制气阻力改造后, 流量由原来的28.3m3/h, 增大到63.6m3/h, 降低煤气温度10℃左右。
4.2 洗涤塔改造
原洗涤塔为填料式洗涤塔, 洗涤塔出口煤气温度全年在45~52℃之间。因循环水质差, 造成洗涤塔顶部喷头容易堵塞, 因而循环水的喷淋密度不均匀, 影响半水煤气降温。结合煤气化行业发展趋势, 借鉴省外各厂家所进行的改造, 我们把洗涤塔改造为空塔喷雾冷却塔。这样有效提高粗煤气的净化洗涤效率, 降低制气阻力。
4.3 气化炉单炉流程改造
改造思路是实施中氮气化炉流程小氮化。主要内容是在上行煤气管道上增设一自动油压阀门, 气化炉上气道由侧出改为顶出, 进一步提高气化炉高径比, 为再次提高炭层操作创造条件。同时下行煤气由直接进洗气箱改为先进除尘器、废热锅炉, 吸收热量后再进洗气箱洗涤。
实施中氮气化炉流程小氮化改造后, 气化炉炭层高度可再提高950~1 250mm, 降低上下行温度, 并可回收下行煤气显热, 其显热可产蒸汽0.2t/ (炉·h) 。吨氨蒸汽消耗可下降80~100kg, 可使洗气箱出口水温下降7℃, 煤气温度下降6℃, 并减少气化炉在各阶段转换过程中存在的“死空间”造成气化炉煤气及蒸汽的损失。
图1、2为中氮气化炉流程及改造后流程。
4.4 降低循环水温及尘含量
降低循环水温, 控制各洗涤、净化点的入水, 增加循环水换热效率。降低循环水进入各系统用水点的进口温度及尘含量。采取的措施是, 定期打捞沉淀池;加药, 使循环水中的灰尘大量析出;凉水塔喷头定期清堵更换。同时在系统停车大修时对1#洗涤塔的布水偏流进行处理, 采取清理填料, 更换、清理喷头等措施, 使其布水均匀, 更有效降温。
4.5 提高蒸汽分解率
3#炉改造后, 上吹蒸汽分解率69%, 下吹蒸汽分解率62%, 平均为64.8%。1#炉未改造, 上吹蒸汽分解率63.5%, 下吹蒸汽分解率65%, 平均为64%。因流程改造后, 炭层提高, 气化层厚度提高, 蒸汽与炽热的炭接触时间长, 蒸汽分解率提高。采用增氧间歇气化, 提高气化层温度, 提高蒸汽分解率。由于3#炉改造成功, 其他炉子将逐步进行改造。
5 取得的成效
煤气温度降低后, 可延长工艺管线、设备的运行周期, 单位时间内煤气炉的热利用率进一步提高, 在一定程度上使合成氨耗原焦、中小修费用降低, 检修人员的工作量减少。
如将老造气7#、1#、4#煤气炉的下行煤气显热回收后, 洗气箱出口水温下降7℃, 煤气温度下降6℃, 并减少了气化炉在各阶段转换过程中存在的“死空间”造成气化炉煤气及蒸汽的损失, 改造后年节约蒸汽价值约9.48万元。还可多产蒸汽, 按老造气开2~3台煤气炉的运行方式计算, 回收下行煤气显热可产生蒸汽 (压力0.5MPa) 1.2~1.8t/h, 吨氨耗蒸汽可降低100kg左右, 蒸汽按每吨100元的价格计算, 每年可节约蒸汽成本115万元。
煤气温度 篇2
本文中为研究便利, 以碎煤加压气化过程中产生的煤气水为例子进行分析。之所以选择碎煤加压气化技术, 是综合产业特点考虑的, 碎煤加压气化技术也是利用鲁奇炉进行的, 结合生产过沉重对煤气水进行分离的作业, 就可以直接展开;从整体来看, 煤气水分离工艺是对碎煤加压气化的废水处理过程, 而在废水中通常蕴含着多种有机物和无机物杂质, 形成诺度较高的工业废水。
虽然不同的煤质会造成不同杂质含量的煤气水, 但大部分情况下都具有“三高” (高浓度、高密度、高温度) 的特点, 这样的废水是不能够通过常规化处理直接排放的, 否则既污染环境, 其中蕴含的多种可回收资源也造成了浪费 (氨、酚、油等) ;因此, 可以把煤气水分离看作是一种处理和回收同时进行的工艺。通过煤气水分离, 一方面回收了废水中有价值的东西, 另一方面也能够达到环境保护的废水排放要求。
1 煤气水相关介绍
煤气水在煤炭化工中是一个过程名词, 因此, 它的来源也相当的广泛。
首先, 气化装置是煤气水的主要来源, 在鲁奇工艺当中, 一部分废水有汽化炉排出, 废水的形成是粗煤气在洗涤过程中被冷却造成的 (冷却器或废热锅炉) 。一般来说, 汽化炉中产生的煤气水总量占据整个工艺流程的50%左右, 同时还伴有大量的粉尘、溶解氧、二氧化碳以及焦油和酚类。所以在煤气水的处理工艺中, 汽化炉是最主要的部分。
其次, 从一氧化碳变换装置中出现的煤气水。一氧化碳变换装置是从粗煤气流经洗涤器过程中的第一次交换, 这粗煤气经过洗涤器, 然后流汽水分离器 (装置) , 这一阶段产生的煤气水大盖占总工艺流程的30%, 主要的成分是油、粉尘、氨和脂肪酸。
再次, 还有一部分煤气水在高压作用下, 经过汽水分离器之后, 最终进入了冷却器冷却凝结, 这一部分占据了整个工艺流程的10%, 成分也不太复杂。
以上三个部分是整个煤气水在碎煤加压气化过程中产生的最多的部分, 在其他流程中同样会产生煤气水, 并且成分含量差异明显。前期主要是循环水、粉尘、氨、酚类等, 中期主要以二氧化碳、脂肪酸、游离氨、焦油等为主, 后期主要是硫化氢、氯、脂肪酸等。
2 煤气水分离工艺原理概述
2.1 煤气水一般分离步骤
碎煤加压气化技术中所产生的煤气水处理工艺原理, 主要有一下的步骤。
第一, 煤气水收集之后先通过洗涤、冷却等工艺过程, 然后进行焦油和轻油的分离。这两个步骤是可以不断重复进行的, 所以化工企业会对鲁奇炉等设备进行设定, 可以出去大部分的固体杂质以及粉尘。
第二, 将焦油和轻油分离过之后的煤气水 (多余废水) 进行高温和高压分离处理, 主要的目的是对酚和氨进行回收, 随后进行生化处理。
第三, 经过前两部分对有机类物质的回收之后, 在进入生化处理之后就意味着进入了环境保护处理过程, 最后通常使用的手段是活性炭吸附、沉淀、化学制剂中和等。
第四, 经过观察、化验、审定之后, 废水进行排放。
2.2 煤气水分离工艺原理
煤气水的分离是一个非常复杂的过程, 需要经过多次的预处理, 当然工艺的设定也和回收产品的目的有关。以化肥厂为例, 主要将煤气水中的二氧化碳、一氧化碳、氨气、氢气、焦油、液体油类等分离出来, 并加以净化使用。
预处理方法通常有冷却、沉淀、高压、高温等, 其中温度和压力是对煤气水分离工艺效益影响最为明显的因素;温度的影响主要针对于工艺中的有机物, 如油、酚类和脂肪酸, 而压力影响主要是在物理变化过程中的变化, 例如对于沉淀的速度、溶解性和饱和度等等。
例如, 从汽化炉中出来的煤气水在一氧化碳变换装置中, 经过高压与煤气水混合, 可以加速混合状态的分离效果, 而温度从200摄氏度下降到150摄氏度, 再与变换装置和煤气冷却装置中的煤气水结合, 可以实现液态水和焦油的分离。
简单地说, 煤气水分离工艺有三个主要部分, 分别是闪蒸、沉淀和隔油。
其中, 闪蒸是利用减少压力、实现膨胀来降低煤气水液体平衡的气相分压, 随着温度的快速上升, 溶解在液体中的气体就会变化成气象状态, 这一过程是实现了气体和液体的分离;同样, 沉淀的方法是实现液体和固体的分离, 这一环节中回收的物质是焦油, 主要利用了固体和液体的密度差;隔油是将煤气水中的焦油等比水轻的物质过滤, 收集, 实现回收的目的。
2.3 煤气水分离中温度、压力的影响
温度和压力是煤气水分离中主要涉及到的两个影响因素, 而这两个因素影响的作用体现在煤气水分离的装置中。主流使用的煤气水分离设备主要有四种分别是:油分离器、初焦油分离器、最终油分离器等。
第一, 油分离器中, 理论压力为-0.5千帕到4千帕, 温度为120摄氏度, 实践中最佳的分离压力为0.5千帕到2千帕, 温度为69摄氏度。
第二, 在初焦油分离器中, 理论压力为-0.5千帕到4千帕, 温度为120摄氏度, 实践中最佳的分离压力为0.5千帕到2千帕, 温度为70摄氏度。
第三, 最终油分离器中, 理论压力为-0.5千帕到4千帕, 温度为120摄氏度, 实践中最佳的分离压力为0.5千帕到2千帕, 温度为67摄氏度。
第四, 双介质过滤器中, 理论压力为790千帕, 温度为100摄氏度, 实践中最佳的分离压力为400千帕, 温度为37摄氏度。
以上的四种设备是碎煤加压气化中煤气水分离的主要设备。截至目前而言, 随着鲁奇工艺的发展, 国内在煤气水分离过程中逐渐出现了一些新型的设备, 例如膨胀器、焦油分离器、煤气水冷却器、均化器等等, 在实际的应用中要根据分离工艺的方向来设定参数。
3 煤气水分离工艺的总结
煤气水分离是伴随着煤炭化工工业发展而出现的, 随着资源利用和环境保护的重要性提升, 在未来的发展中也会占据越来越重要的位置, 从工艺、技术角度来说, 还需要进一步的发展。
首先, 煤气水分离工艺中, 一个重要的指标是水煤气在压力作用下鹏展个, 形成溶解性气体的溶解度, 主要针对于气体发生作用;如果要对气体的控制实现最佳状态, 就必须要实现压力和温度的完美配合。
其次, 对于汽化炉装置的温度控制, 要防止气体从气化状态转变的速度, 防止过度乳化, 形成不易回收的交由凝结。
再次, 提取过焦油的煤气水中可以继续填料回收轻质油, 这一过程在很多工艺环节中容易忘记。油聚集成为凝结状态之后, 灰尘等杂质的粘附能力同时下降, 这个时候通过短时加压可以取得很好的分离效果。
综上所述, 煤气水处理对整个煤炭化工工业的发展具有举足轻重的作用, 是对资源重新利用和环境保护的重要工业。
摘要：煤气水是指在煤加压气化过程初期形成的“粗煤气”与大量水蒸气混合形成的状态, 这一混合物是有固态、液态和气态三种组成, 包含大量的焦油、酚、萘、无机盐以及溶解性其他等杂质, 这是煤炭化工企业加工过程中出现的工业废水, 不同的化工产品需求, 可以通过不同的分离技术提炼;煤气煤气水分离技术是利用鲁奇设备工艺进行的粗煤气分离技术, 在以煤炭工业为基础的化工企业中得到了广泛的应用, 本文针对当前这一技术的应用情况, 阐述温度、压力这两个主要指标对煤气水分离工艺的影响。
关键词：煤气水分离,鲁奇工艺,分离技术,温度,压力
参考文献
[1]陈文征.波纹板油水分离技术研究[D].中国石油大学, 2008.
[2]秦福涛.超疏水分离膜的制备与油水分离应用研究[D].大连理工大学, 2009.
[3]喻志强, 刘福来, 辛安见, 于洋, 马金平, 李金禄, 鲍洋洋.气水分离效果对冷干机露点的影响[J].石油和化工设备, 2012, 11:8-10.
[4]张盛武.煤气水分离新工艺[J].化工环保, 1991, 04:214-217.
煤气温度 篇3
关键词：煤气锅炉,过热蒸汽,温度偏低,处理
0 引言
从上世纪80年代以来, 我国的煤气锅炉多数基于纯烧高炉煤气来进行设计。随着社会的发展, 科技的进步, 我国相继建成和投运了C6—3.43/1.27抽凝式汽轮发电机组, 原先过热蒸汽的温度因多数因低于400 ℃而达不到汽轮机对进汽参数的高要求, 对汽轮机的安全稳定运行造成极大的不利影响;基于此, 以下结合150 t/h煤气锅炉的原始设计数据及主要技术经济指标, 就煤气锅炉过热蒸汽温度偏低原因及相应的处理措施进行一些探讨。
1 关于150 t/h煤气锅炉的介绍
锅炉的相关指标:额定蒸发量150 t/h, 过热蒸汽出口压力8.82 MPa, 过热出口温度540 ℃, 给水温度130 ℃。
锅炉煤气特性:CO (一氧化碳) 23.5%, CO2 (二氧化碳) 17.5%, CH4 (甲烷) 0.3%, W (水分) 56.43 g/m3, H2 (氢气) 1.8%, N2 (氮气) 56.93%, 低位发热量3.558 kJ/m3, 含尘量10～20 mg/m2
有关锅炉额定负荷下主要技术经济指标:设计效率85.3%, 锅炉煤气耗量28.661 m3/h, 排烟温度150 ℃, 炉膛容积热负荷2.213 105 kJ/m3.h, 炉膛截面热负荷6.579 106 kJ/m3.h。
2 煤气锅炉过热、蒸汽温度偏低的原因分析
进行高炉煤气的纯烧, 这是锅炉的最开始设计, 而高炉以及转炉混合煤气, 这是锅炉在实际运行过程中所采用的燃料, 因而燃料性质出现了完全的改变。有关转炉混合煤气与高炉这二者的比值为1∶2, 通过实践可知, 其低位发热量大致等于7.512 Kj/m3。由于大大减少了煤气的消耗量, 因而大大提高了其发热量, 致使炉膛里的煤气在着火燃烧方面更为容易, 故诸如出现煤气断火等不利于燃烧的现象就不易在煤气着火燃烧过程中出现, 其燃烧状况极为稳定, 具有提升速度比较快的热负荷。这种混合煤气, 主要是经过加压机加压后的煤气, 故具有比较稳定的压力, 以及比较容易控制的热负荷变化速度。所以, 在负荷条件相同情况下, 转炉或高转混合煤气消耗量要比煤气低得多, 改造炉为高转混合煤气以后, 每立方米煤气的发热量要比高炉煤气高得多, 根据相关计算可知, 前者的发热量约为后者的两倍多。
把高炉以及在不同配比下的混合煤气热力学的相关计算结果进行对比, 把锅炉改成燃烧混合煤气以后, 从各个受热面来看, 不管是煤气温度, 还是煤气速度或者传热量, 很明显都出现了极大的改变;尤其是在对高焦炉煤气配比进行改变后, 煤气温度、煤气速度及传热量等参数都出现了极为明显的变化。把锅炉从高炉煤气向烧混合煤气改变以后, 大大提高了各受热面烟气的出口温度, 虽然把煤气速度降低下来, 但却极大地增大了各受热面的热交换数量, 却大为降低了排烟温度, 从而达到了提高锅炉热效率的效果。对于这种混合气体 (2∶1) , 通过理论计算, 可以发现其过热蒸汽的温度可以高达540 ℃, 但在实际运行过程中, 可以发现其过的蒸汽温度往往比400 ℃这个温度来得低;通过相关试验、分析, 并根据锅炉具体运作状况, 可以得出主要是由以下这几个原因造成的:
1) 因为锅炉的设计标准是基于纯烧高炉煤气来进行操作的, 这种煤气成分就使得它的炉膛不仅要具有比较大的容积, 而且还要具有比较高的相对高度;改成以燃烧混合煤气以后, 由于相对延长了高温煤气在炉膛的停留时间, 以理论计算出来的数值就要比炉膛的受热面 (水冷壁吸热量) 来得低, 这就在一定程度上提高了蒸发量, 但从理论上计算出来的数值都要比过热器处烟温、过热器胃部其他受热面烟温以及炉膛出口烟温来得高, 故不管是尾部各个受热面吸热量, 还是炉膛出口的吸热量, 都大为降低, 因而也就降低了过热蒸汽的温度。
2) 因锅炉气体具有比较高的可燃成分, 故在从炉膛进入以后非常容易出现着火并快速燃烧起来, 但不管是炉膛出口的烟温, 还是炉膛火焰中心的温度, 相对来说都要降低, 因而也就降低了过热蒸汽的温度。
3 处理措施
1) 敷设围燃带。
这个围燃带敷设于火焰中心区域内的炉膛水冷壁管上, 其高度约为2.5 m左右;敷设围燃带, 可促使水冷壁的吸热量大为减少, 促使炉膛出口温度的提高, 从而实现了过热器吸热量的增加, 最终实现了促使过热蒸汽温度提高的效果。
2) 增设蓄热稳燃器。
这个稳燃器的增设是在基于炉膛结构改变的基础上实施的;把水冷壁下联箱 (位于锅炉后侧) 由前侧向后侧移动, 再把后侧水冷壁下联箱垂直向上与后侧水冷壁进行直接相连;进行这样改造, 可产生一定温度场来保障低热值煤气的燃烧温度, 不仅可加快其燃烧速度, 还可缩短其燃尽时间, 再加上一部分煤气碰到蓄热稳燃器能迅速燃烧, 促使热效率的提高, 从而最终实现了过热蒸汽温度的提高。
4 结语
综上, 锅炉主蒸汽温度偏低是个不争的事实, 它的存在对汽轮机的安全运行产生了极大不利影响;在实际生产中, 深入研究气锅炉过热蒸汽温度偏低的原因, 并采取相应措施加以处理, 这对于确保汽轮机的稳定运行及使用寿命的延长均具有重要的作用。
参考文献
[1]宗仰伟.电厂锅炉高炉煤气燃烧器改进实验研究[J].冶金能源, 2009 (2) .
煤气温度 篇4
关键词：褐煤,煤气化,非等温热重技术,热重分析
煤炭在我国能源生产与消费结构中一直占主导地位[1],煤炭的开发和加工利用已经成为我国环境污染物排放的主要来源。因此,发展洁净煤技术、提高煤炭利用率是我国能源发展战略的必然选择。作为洁净、高效利用煤炭的先进技术之一的煤炭气化技术是我国能源领域的重点发展对象[2]。
煤的气化是利用气化剂将煤及其干馏产物如半焦、碎焦、焦炭的有机物最大限度的转变为煤气的过程。所用的气化剂为水蒸气、空气(或氧)、氢气及其他物质的结合氧将煤中的碳转化为可燃性气体,它是一个热化学的过程,这一过程称之为煤的气化。煤炭气化时,必须具备三个条件,即气化炉、气化剂、供给热量,三者缺一不可[3]。
常用的煤气化工艺一般分为3种类型:移动床(有时也被称为同定床)流化床和气流床:相比而言,气流床气化炉是最清洁,也是最高效的煤气化类型[4]。
1 实验样品
1.1 样品的制备
本实验所采用的样品为神华低阶煤,实验过程中所需要样品的制备过程如下:
(1)将样品通过密封式破碎(缩分)机粉碎。
(2)把粉碎后的样品用自动标准振筛机取粒径为100~200目。
(3)将筛好的样品装袋,密封备用。
1.2 样品的工业分析
2 实验设备与实验方法
2.1 实验设备
BGZ-140电热鼓风干燥箱,常州诺基仪器有限公司;PCI180150密封锤式破碎机,镇江市科瑞制样设备有限公司;SCH-4自动标准震筛机,上海宝蓝有限公司;Nicolet i S5傅立叶变换红外光谱仪,赛默飞世尔科技有限公司;Diamond TG/DTA6300热重分析仪,美国PE公司。
2.2 实验方法和实验内容
本实验采用非等温热重分析:
(1)首先通入N2升温速度为100℃/min分别升温至300℃,400℃,500℃,600℃。
(2)对不同热解温度得到的半焦通入CO2进行气化,升温速率为10℃/min至1000℃。
3 非等温气化TGA实验结果及分析
3.1 半焦气化TG,DTG曲线分析
对于200~600℃的半焦气化曲线因为做一个图的趋势相似不好对比,所以做两个图来对比。
图1 200~400℃半焦气化曲线
图2 400~600℃半焦气化曲线
图1和图2是根据实验数据应用origin软件做出的[5],分别代表200~400℃半焦气化曲线和400~600℃半焦气化曲线。从图1和图2可以看出两个图像的趋势一样,随着温度的增加,失重在减少。
3.2 200~600℃半焦TG/DTG曲线
图3 非等温气化200℃半焦的TG,DTG曲线
图4 非等温气化300℃半焦的TG,DTG曲线
图5 非等温气化400℃半焦的TG,DTG曲线
图6 非等温气化500℃半焦的TG,DTG曲线
图7 非等温气化600℃半焦的TG,DTG曲线
根据图3~图7是非等温气化200~600℃下半焦的TG,DTG曲线,每个图都有三个峰值,第一个峰值是脱水,第二个峰值是脱气,第三个峰值是气化。
3.3 非等温气化原煤、300℃、500℃半焦TG/DTG曲线
图8 非等温气化-原煤,300℃,500℃半焦的TG曲线
根据图8中所显示的可知原煤的失重效果比较好。
图9 原煤、300℃、500℃半焦DTG
从图9可以看出,从第三个峰值的大小来看气化速率最大的是300℃半焦。
3.4 FT-IR分析
如图10所示,在原煤气化震动伸缩峰值为3694.94 cm-1时,原煤中有游离的OH,醇类、酚类和有机酸类,而500℃半焦和1000℃焦炭在此处峰值却消失了说明这种官能团已经随气体释放没有了。在原煤,气化震动伸缩峰值为3409.53 cm-1时,原煤中有酚、醇、羧酸、过氧化物、水中的OH伸缩振动,而500℃半焦和1000℃焦炭在此处峰值却减弱了,说明这种官能团已经随气体释放了,在原煤气化震动伸缩峰值为2922.59 cm-1时,原煤中有环烷或脂肪族中的CH3反对称伸缩振动,而500℃半焦和1000℃半焦在此处峰值却消失了说明这种官能团已经随气体释放没有了。在原煤,气化震动伸缩峰值为1602.56 cm-1时,原煤中有醌中C=O的伸缩振动,而500℃半焦和1000℃焦炭在此处峰值却减弱了说明这种官能团已经随气体释放了。在原煤,气化震动伸缩峰值为1384.64 cm-1时,原煤中有CH3对称弯曲振动,而500℃半焦和1000℃焦炭伸缩峰值为788.74 cm-1时,原煤中有3个相邻H原子被取代的苯环中CH的面外变形振动,而500℃半焦和1000℃焦炭在此处峰值却消失了说明这种官能团已经随气体释放没有了。
从总体看出气化过程中所有的环烷,脂肪族,亚甲基CH2,芳香C=C,苯环类化合物基本会在CO2气氛下1000℃后随挥分析出。表现为所属波段的吸收峰的强度均不同程度有所减弱。
图1 0 红外谱图
4 结论
(1)在非等温气化实验中得出200~600℃半焦的气化曲线趋势是相同的,都是随着温度的升高失重在增大,从DTG曲线上可以看出热解分为三个阶段分别是200℃前脱气,300~600℃进行活泼热分解,700~1000℃煤样中的炭被CO2气化。
(2)根据红外谱图可看出,在N2气氛下热解后得到的半焦中以及CO2气化产物中,OH物质,酚,醇,羧酸过氧化物,环烷,脂肪族,亚甲基CH2,芳香C=C,苯环类化合物基本消失。
参考文献
[1]孙风伟.煤气化技术研究与发展[J].辽宁化工,2010,35(5):526-528.
[2]徐振刚.美国洁净煤技术项目中的IGCC[J].洁净煤技术,1995(2):52-56.
[3]向英温,杨先林.煤的综合利用基本知识问答[M].北京:冶金工业出版社,2002.
[4]沙兴中,杨南星.煤的气化与应用[M].上海:华东理工大出版,1995:237-378.