气化性能指标（精选3篇）
气化性能指标 篇1
0 引言
气流床气化过程实际上是煤炭在高温下的热化学反应过程, 涉及气化剂与煤之间的反应, 以及反应产物与煤、反应产物之间的化学反应, 因此, 气流床煤气化反应是一个及其复杂的反应体系。在此反应体系中, 煤会发生一系列复杂的物理变化和化学变化, 主要过程有粉煤的干燥、裂解, 挥发分的析出、燃烧, 以及煤焦、挥发分与气化剂的反应等。这些变化主要取决于煤种, 同时也受温度、压力和气化炉型式等的影响。
1 气化过程的主要反应
1.1 热解过程的主要反应
煤热解的化学反应异常复杂, 其间反应途径甚多。煤热解反应通常包括裂解和缩聚两大类反应。在热解前期以裂解反应为主, 而热解后期以缩聚反应为主。一般来讲, 热解反应的宏观形式为:
1.1.1 裂解反应
根据煤的结构特点, 裂解反应大致有四类。
1) 桥键断裂生成自由基。桥键的作用在于联系煤的结构单元, 在煤的结构中, 主要的桥键有:-CH2-CH2-, -CH2-, -CH2-O-, -O-, -S-S-等。它们是煤结构中最薄弱的环节, 受热后很容易裂解生成自由基。并在此后与其他产物结合, 或自身相互结合。
2) 脂肪侧链的裂解。煤中的脂肪侧链受热后容易裂解, 生成气态烃, 如CH4, C2H6, C2H4等。
3) 含氧官能团的裂解。-OH煤中含氧官能团的稳定性顺序为:-CH>=C=O>-COOH
羟基 (-OH) 最稳定, 在高温和有氢存在时, 可生成水。碳基 (=C-O) 在400℃左右可裂解生成一氧化碳。羧基 (-COOH) 在200℃以上即能分解, 生成二氧化碳。含氧杂环在500℃以上也有可能断开, 放出一氧化碳。
4) 低分子化什物的裂解。煤中以脂肪结构为主的低分子化合物受热后熔化, 并不断裂解, 生成较多的挥发性产物。
通常煤在热解过程中释出挥发分的次序依次为:H2O, CO2, CO, C2H6, CH4, 焦油, H2。
上述热分解产物通常称为一次分解产物。
1.1.2 二次热分解反应
一次热分解产物中的挥发件成分在析出过程中, 如受到更高温度的作用, 就会产生二次热分解反应。主要的二次热分解反应有以下四类:裂解反应、芳构化反应、加氢反应、缩合反应。因此, 煤热解产物的组成不仅与最终加热温度有关, 还与是否发生二次热分解反应有很大关系。
在煤热解的后期以缩聚反应为主。当温度在550-600℃范围内时, 主要是胶质体再固化过程中的缩聚反应, 反应的结果是生成了半焦。当温度更高时, 芳香结构脱氢缩聚, 即从半焦转变为焦炭。
1.2 气化过程的主要反应
气化反应按反应物相态的不同而划分为两种类型的反应, 即非均相反应和均相反应。前者是气化剂或气态反应产物与固体煤的反应;后者是气态反应产物之间相互反应或与气化剂的反应。在气化装置中, 由于气化剂的不同而发生不同的气化反应, 亦存在平行反应和连串反应。煤气化反应一般分为三种类型碳一氧之间的反应、水蒸气分解反应和甲烷生成反应。
1.2.1 碳一氧之间的反应碳与氧之间的化学反应主要有:
上述反应中, 碳与二氧化碳之间的反应C+CO2=2CO是一较强的吸热反应需在高温条件才能进行反应。除此反应外, 其他三个反应均为放热反应。
1.2.2 碳与水蒸气的反应
在一定温度下, 碳与水蒸气之间发生下列反应:
上述两反应均为吸热反应。反应生成的一氧化碳可进一步和水蒸气发生如下一氧化碳变换反应:
该反应为一放热反应。
1.2.3 甲烷生成反应
煤气中的甲烷, 一部分来自煤中挥发物的热分解, 另一部分则是气化炉内的碳与煤气中的氢气反应以及气体产物之间反应的结果。
上述生成甲烷的反应, 均为放热反应。
1.2.4 煤炭中还含有少量元素氮 (N) 和硫 (S) 等
它们与气化剂以及反应中生成的气态反应产物之间可能进行的反应如下:
由此产生了煤气中的含硫和含氟产物。这些产物有可能产生腐蚀和污染, 在气体净化时必须除去。其中含硫化合物主要是H2S, COS、CS2和其他含硫化合物仅占次要地位。在含氮化合物中, NH3是主要产物, NOx (主要是NO以及微量的NO2) 和HCN为次要产物。上述反应对气化反应的化学平衡及能量平衡并不起重要作用。气化反应为煤炭气化的基本化学反应。不同气化过程即由上述或其中部分反应以串联或平行的方式组合而成。上述反应方程式指出了反应的初终状态, 能用来进行物料衡算和热量街算, 同时也能用来计算由这些反应方程式所表示反应的平衡常数。但是, 这些反应力程式并不能说明反应本身的机理。
2 气流床煤气化工艺性能主要评价指标
2.1 有效气体成分含量
煤气是CO、H2、CO2、CH4、N2、NOx、H2S、SO2等多组分混合气体, 同时还含有未完全反应的O2和水蒸气, CO和H2是煤气中的主要成分气体, 其总量一般在70%以上。对于煤气燃烧利用而言, CO和H2是煤气中关键的可燃成分, 增加CO和H2的含量, 可以提高煤气的热值。同时, 对于合成氨、甲醇等煤化工工业而言, CO和H2是重要的原料气。在煤化工生产过程中煤气中的CO需先经变换工段与水发生变换反应, 生成H2和CO2, 再对CO2进行脱除, H2用于氨/醇合成。因此, CO%, H2%以及 (CO+H2) %反映了煤气的有效成分的结构构成, 是煤气质量效果评价的极为重要指标。其计算公式如下:
式中:Pcomponent%为CO%, H2%或 (CO+H2) %;Vcomponent为煤气中CO, H2%或 (CO+H2) 的气体体积, m3;Vsingas为煤气体积, m3。
2.2 煤气产率
煤气产率是反映煤气化产量效果评价的重要指标。煤气产率是指气化单位重量的原料煤所得到的标准状态下煤气体积数, 其计算公式如下:
式中, Rsingas为煤气产率 (m3/kg) ;Vsingas为煤气体积, m3;Wcoal为反应煤重量, kg。
2.3 碳转化率
碳转化率是指在气化过程中消耗的 (参与反应的) 总碳量占入炉原料煤中碳量的百分数, 其计算公式如下:
式中:ηc为碳转化率;Qoven-carbon为入炉煤碳含量;Qash-carbon为未反应灰碳含量, 包括飞灰碳含量和灰渣中的碳含量。
2.4 煤气化消耗指标
煤气化消耗指标是反应气化过程经济性的评价指标。煤气化消耗指标是指生产单位煤气有效成分 (CO+H2) 所消耗的煤炭量或气化剂量。工业上, 单位煤气有效成分常采用1000m3的 (CO+H2) 为单位。煤气消耗指标主要包括比煤耗、比氧耗、比汽耗。其计算公式如下:
式中:CONScoal, oxgen, water对应于煤、氧气的比耗 (kg/*, *表示1000m3) ;Wconsumption对应于煤、氧气的实际消耗量, kg;V (CO+H2) %产生的有效煤气 (CO+H2) 的体积, m3。
考察上述煤气化性能评价指标, 可以看出这些气化性能评价指标并不完全独立。其中有效气体含量指标 (CO+H2) %与CO%和H2%完全相关, 而各类消耗指标比煤耗、比氧耗和比汽耗与产气率、碳转化率及己知的工艺条件如投煤量、氧量和蒸汽量等相关。鉴于此, 本文研究所涉及的煤气化性能评价指标仅取相互独立的评价指标, 具体为CO%、H2%、产气率和碳转化率。
3 结束语
总之, 为了实现高碳资源的低碳化利用, 我们必须逐步改变当前这种传统意义的煤炭转化利用方式, 转而促进能够有效提高煤炭转化效率和质量, 且环保效益好的以煤气化为核心的新型煤化工的有序发展, 而气流床煤气化技术将在新型煤化工中发挥着重要作用。
参考文献
[1]廖汉湘.现代煤炭转化与煤化工新技术新工艺实用全书[M].合肥:安徽文化音像出版社, 2004.
[2]郭森, 周学双, 杜啸岩.煤气化工艺清洁生产及环境保护分析[J].煤化工, 2008, 36 (6) :13-16.
[3]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.
气化性能指标 篇2
1临床资料
1.1 一般资料
89例均为我院门诊2008-06～2009-12收治的慢性乙型肝炎早期肝硬化患者, 全部病例的诊断均符合2000年 (西安) 全国传染病会议制定的慢性乙型肝炎早期肝硬化诊断标准[1]。89例随机分为两组, 治疗组46例, 男30例, 女16例;年龄25～61岁;病程8～19年。对照组43例, 男29例, 女性14例;年龄28～65岁;病程9～20年。两组患者在年龄、性别、病程等方面差异无统计学意义 (P>0.05) 。
1.2 排除标准
同时感染人类免疫性缺陷病毒、甲型肝炎病毒、丙型肝炎病毒、丁型肝炎病毒或戊型肝炎病毒者;同时存在酒精性肝病、自身免疫性肝病等肝病者;有肝硬化证据者;肝癌或甲胎蛋白超过100mg/L者;或在研究期间可能接受这些治疗者;妊娠或哺乳期妇女。
2治疗方法
2.1 治疗方法
治疗组和对照组均予阿德福韦酯 (商品名贺维力, 葛兰素史克公司生产) 10mg口服, 每日1次。治疗组加中药益气化瘀软坚汤:党参30g、炒白术15g、茯苓15g、黄芪30g、延胡索12g、郁金10g、川芎10g、木香10g、丹参10g、赤芍30g、川牛膝30g、红花10g、当归10g、莪术10g、三棱10g、地鳖虫6g、六月雪30g、龟板 (先煎) 20g、鳖甲 (先煎) 30g, 每日1剂, 水煎, 分2次服。共治疗18个月。
2.2 观察指标
治疗期间每3个月检查1次肝肾功能、HBV-DNA。治疗前后查肝功能[丙氨酸氨基转移酶 (ALT) 、天冬氨酸氨基转移酶 (AST) 、谷氨酰转肽酶 (GGT) ], HBV-DNA水平及肝纤维化4项指标[玻璃酸 (HA) 、层黏蛋白 (LN) 、Ⅲ型前胶原 (PⅢP) 、IV型胶原 (IV-C) ]。
2.3 统计学方法
所有数据采用SPSS11.0进行分析, 计数资料采用χ2检验, 计量资料采用t检验。
3结果 见表1～2。
与本组治疗前比较*P<0.05;与对照组治疗后比较△P<0.05
4讨论
活动性乙肝肝硬化的治疗除了保肝、降酶、退黄、抗纤维化外, 抗病毒治疗是关键。因活动性肝硬化均伴有HBV复制及组织炎症坏死, 如不加以控制最终可导致肝硬化失代偿。有研究表明, 早期肝纤维化是可逆的。阿德福韦酯是单磷腺苷类似物, 在人体内被磷酸化为二磷酸盐, 从而通过竞争脱氧腺苷三磷酸底物, 降低肝星状细胞的活动及肝内胶原成酶的活性, 使HBV-DNA链的延长终止而抑制HBV-DNA复制, 肝脏炎症减轻, 促进肝功能恢复, 改善肝组织学, 阻止肝纤维化的发生。对肝硬化早期有一定的逆转作用[2]。
中医药抗肝硬化治疗在我国有着悠久的历史。祖国医学虽然没有“肝硬化”的病名, 但从肝硬化的临床表现归属于中医学“臌胀”、“单腹胀”、“积证”等范畴, 主要是气滞而导致血瘀内结, 久之正气耗伤, 积块留著则不去。故笔者采用益气化瘀、软坚散结为主, 辅以养血柔肝之法组方治之。方中党参、黄芪、白术、茯苓、当归扶助正气;丹参、赤芍、三棱、莪术、地鳖虫、川芎、六月雪、郁金、延胡索、木香、川牛膝、红花行气活血化瘀;龟板、鳖甲软坚散结, 诸药合用经现代药理研究证明有抗肝纤维化的作用。
本文观察结果表明运用中药益气化瘀软坚汤联合阿德福韦酯治疗慢性乙肝肝硬化早期, 在改善乏力、两胁胀痛、脘腹胀闷等症状方面较单用阿德福韦酯具有明显优势, 在肝纤维化指标改善方面, 治疗组明显优于对照组;但在肝功能好转, HBV-DNA转阴方面两组比较差异无统计学意义。提示益气化瘀软坚汤在抗肝纤维化方面具有较好的疗效。
参考文献
[1]中华医学会传染病与寄生虫学分会, 肝病学分会.病毒性肝炎防治方案.肝脏, 2005, 257:263.
气化性能指标 篇3
1 灰含量和助熔剂的基本概念
灰含量是指入气化炉粉煤中灰所占的质量, 助熔剂一般是指可以降低其物质的软化、融化或者液化温度的物质。灰含量的变化和助熔剂的添加会很明显地影响粉煤气化工艺指标, 研究其变化对气化炉稳定操作的引导以及优化控制都有极其重要的意义。
2 灰含量对气流床粉煤气化炉性能的影响
为了更好地研究气化炉粉煤中灰[1]含量的变化对气化炉运行稳定性能的影响, 先要控制住其它的变化因素, 使其它因素保持不变, 也就是让进入气化炉的氧气、粉煤流量等不发生变化, 而只考虑入炉粉煤中灰含量的变化, 这是一种常见的研究方法, 专业术语称之为控制变量法。无论是低灰量的煤还是高灰量煤, 它们影响趋势基本相同。对于低灰量煤来说, 当煤中的灰含量发生变化、逐渐增加的时候, 煤的高位热值也就是无灰干基元素会对应减少, 高灰量煤也是这样, 区别在于变化的幅度不一致。另外, 在一样的气化温度条件下, 当灰含量增加的时候, 氧煤比会相应降低, 有效气产率也会相应降低, 比煤耗会逐渐增加, 比氧耗也会有一定的增加, 低灰量和高灰量煤影响规律一样, 只是对应的幅度不一样。与此同时, 伴随灰含量的增加, 灰渣热的损耗也会变多, 有效气产率减少, 这就会促使冷煤气的效率相应地降低。由此可见, 在一致的气化操作温度条件下, 当灰含量增加的时候, 有效气产率以及冷煤气的效率会因此而降低, 但是比煤耗以及比氧耗会相应地增加。
当煤中的灰含量逐渐增加的时候, 气化温度的变化非常明显, 有大幅度的上升。当气化温度比灰熔点低的时候, 气化炉就不能够顺畅地进行液体排渣。还有一点, 当氧煤比不变的时候, 灰含量的增加会促使煤热值降低, 但是氧碳比的增加会促使气化温度迅速上升。当入炉煤中的灰含量每波动百分之一的时候, 气化温度就会发生大概正负15~27 (9) 的波动。所以, 工业操作过程中需要时刻注意入炉煤中气化温度受到灰含量波动的影响, 需要把气化操作的参数进行相对应的调整, 这样才可以确保气化炉能够正常运行。
3 助熔剂对气流床粉煤气化炉性能的影响
对于高灰熔点的煤品种而言, 加入助熔剂[2] (常见的助熔剂为碳酸钙) 可以调节改变气化炉操作温度, 灰分组成也会有所变化, 灰分比例会有所提高, 这样一来自然而然就会影响气化炉的性能。以某实验为例子来讲, 从而用来考察不一样的助熔剂量条件下气化炉的性能以及消耗规律, 通过这样的考察可以指导气化炉的实际操作。气化炉操作的温度一般取比灰熔点高一百摄氏度的温度, 通过多次调整发现:开始一段时间, 当助熔剂量占入炉粉煤量的质量分数增加时, 灰熔点会逐渐降低, 当质量分数达到某一个点再增加的时候, 灰熔点也在相应地升高。
另外, 助熔剂的加入量对气化消耗也会有影响。当助熔剂添加含量占入炉粉煤量的比值逐渐增大的时候, 其比煤耗以及比氧耗却在下降, 这就可以得出结论:虽然加入助熔剂会把灰分比例提高, 但是只有适宜的助熔剂量才可以把气化操作温度明显地降低, 提高了有效气产率并且降低了煤耗和氧耗。针对不一样的煤品种, 它的灰熔点会伴随助熔剂添加量而变化, 但趋势并不一致, 最低的灰熔点所对应的助熔剂添加量还得通过实验来确定。需要强调的是, 影响气流床粉煤气化炉性能的因素不单单只有灰含量和助熔剂, 还有其它的多种多样的因素, 这里只是着重讲灰含量以及助熔剂, 这两个因素的影响毕竟是比较显著的。
4 结语
气流床粉煤气化炉给工业化生产提供了很大的方便, 也促进了工业发展, 加快了工业化生产进程, 它占据了越来越重要的地位, 也发挥着越来越重要的作用。与此同时, 当知道灰含量及助熔剂对气流床粉煤气化炉性能的影响时, 人们操作该设备会更加规范, 多加注意这些影响事项, 并在已有的基础上对设备做出一些改进和创新, 这样一来就可以很好地提高设备性能, 也就是提高了设备的使用效率, 气流床粉煤气化炉就会更加受到青睐, 使用更加有利, 收获更大效益, 前景也才会更加美好。
摘要：气流床粉煤气化炉是一种比较常见的设备, 在工业生产中广泛使用, 占有举足轻重的作用, 而性能往往是设备的主要参考指标, 气流床粉煤气化炉性能受煤中灰含量和助熔剂的影响最大。
关键词：灰含量及助熔剂,气化炉性能,影响
参考文献
[1]龚福林.神东气化用煤在不同灰分下煤质指标的变化情况[J].煤质技术, 2013, 6 (3) :10-13.