气流床气化法

煤气化工艺节能减排技术及应用摘要近几年在可持续发展理念逐渐深入下，节能减排技术逐渐得到各界广泛关注，煤化工领域作为我国一个重要生产领域，若想要保证煤化工企业稳定发展，则需要加强节能减排技术应用，以实现煤炭最大限度利用，为企业发展提供良好前景。

基于此，下文主要分析煤化工领域节能减排技术，并探讨技术应用加强对策。

关键词煤气化工艺；节能减排技术；应用引言煤气化工艺是煤清洁高效处理的关键方式，是煤化工产品生产过程中必要的步骤。

目前，主流应用的煤气化工艺技术为高温高压的气流床气化技术，在气化技术的应用过程中，物料类型会对气化能耗产生一定的影响。

为了降低煤气化工艺的能耗，需要对不同原料煤质下煤气化工艺的能耗情况进行分析。

一、煤化工工艺节能减排技术1、二甲醛合成技术二甲醛能够替代作燃气和柴油进行运用，目前在技术上取得良好效果，应用潜力较大，而且随着二甲醛持续开发，现阶段市场需求也越来越大。

当前二甲醛合成技术主要采用一步法或者二步法方式合成，尽管还没有完全投入到煤化工生产之中，但是经过试验已经证明可行性，能够确保催化反应正常进行，可对操作成本进行科学控制，因此二甲醛合成技术逐渐当作现阶段节能减排技术主流趋势。

2、煤化工联产技术煤化工联产技术是指在煤炭工业生产过程中，将各种关键技术结合起来，实现综合发展。

煤化工联合发电是指在煤炭气化、液化技术的基础上，通过对各种工艺技术的综合优化，达到各种产品的综合利用，从而使工艺能源得到最大程度的发挥。

该技术主要表现出安全稳定以及清洁等特点，由于煤炭成分极为复杂，生产过程比较繁琐，所以联产技术在我国有着广阔的应用前景。

3、甲醛合成技术甲醛主要是无色且带有刺激性气味的一种气体，众所周知甲醛是一种有毒物质，当人体吸入的甲醛气体过量，则会给身体带来较大危害，属于致癌物质。

但是现在，在化学化工行业，甲醛是一种非常普遍的物质，我们可以用它来制造很多常用的产品，比如：多聚甲醛，聚甲醛，氨基树脂等。

气流床气化工艺水煤浆和煤粉两种进料方式比较范玮【摘要】气流床气化工艺根据进料方式不同可分为水煤浆气流床气化技术和干煤粉气流床气化技术两种.为了更好地降低生产成本,合理利用资源,比较特定煤种水煤浆和干煤粉两种不同进料方式的气化单位能耗,并通过热力学模型计算,评价了现有典型气流床气化工艺分别采用水煤浆和煤粉进料方式时在能耗、合成气品质、效率等方面的优劣.结果表明:对于煤气化做工业燃气,煤粉进料具有明显优势,而当煤气化做合成气时,则采用水煤浆进料较为适宜.【期刊名称】《洁净煤技术》【年(卷),期】2013(019)003【总页数】3页(P65-67)【关键词】气流床气化;水煤浆;煤粉【作者】范玮【作者单位】煤炭科学研究总院节能工程技术研究分院,北京100013【正文语种】中文【中图分类】TQ54;TD849煤气化技术是洁净煤技术之一,在国际油价高位震荡、国内天然气资源日趋紧张及环保要求越来越高的背景下,国内许多工业燃气用户迫切需要高效清洁的煤气化技术。

气流床气化技术具有效率高,灰渣残炭量少,不产生酚类和焦油等有害物质,通过简单处理即可实现硫的零排放等优点,可有效减少采用固定床气化炉带来的污染物排放。

目前陶瓷窑炉、玻璃窑炉、小化肥行业等消耗的燃料主要是燃料油、发生炉煤气或水煤气。

以煤气代替以上燃料不仅消除了对环境的污染,而且将大幅降低生产成本,对于发展循环经济,有效合理利用资源,构造资源节约型、环境友好型社会具有现实意义[1-2]。

气流床气化技术包括水煤浆气流床气化技术和干煤粉气流床气化技术。

水煤浆气流床气化又称湿法进料气流床气化,其中Texaco炉是一种率先实现工业化的水煤浆气流床气化技术。

水煤浆气流床气化是煤以水煤浆形式加料,利用喷嘴、气化剂高速喷出与料浆并流混合雾化,在气化炉内进行火焰型非催化部分氧化反应的工艺过程。

干煤粉气流床气化技术相对湿法进料具有氧耗低,煤种适应广和冷煤气效率高等优点,其代表技术有Shell,Prenflo,GSP气流床等[2-4]。

半水煤气的生产方法半水煤气呢，它可不是随随便便就能生产出来的。

一种常见的方法是固定床间歇式气化法。

想象一下，有个大炉子，就像个超级大的锅一样。

把煤啊，就像往锅里放食材似的，放进这个炉子里。

然后呢，从底部往里面送空气和水蒸气。

这空气就像个急性子的小助手，冲进去就和煤发生反应，让煤燃烧起来，释放出热量。

这时候温度就蹭蹭往上升啦。

接着，水蒸气这个慢悠悠的家伙也开始发挥作用了。

它和煤反应，就会产生氢气、一氧化碳这些有用的气体，还有二氧化碳等其他气体呢。

不过这过程就像一场精心编排的舞蹈，要控制好各种条件哦。

比如说温度得合适，要是温度太高或者太低，这反应出来的气体比例就不对啦。

还有一种方法呢，是流化床气化法。

这就更有趣啦。

把煤弄成那种像沙子一样的小颗粒，然后让空气或者氧气像一阵风似的，从底部吹起来。

这时候煤颗粒就像一群调皮的小精灵，在风中欢快地跳动着。

再把水蒸气加进去，就像给小精灵们洒点魔法水一样。

它们就开始反应，生成半水煤气啦。

这种方法的好处就是反应速度比较快，就像开了加速器似的。

另外呀，气流床气化法也能生产半水煤气呢。

这时候煤会被磨得超级细，细到像面粉一样。

然后让氧气和水蒸气跟这些煤粉一起快速地混合、反应。

这个过程就像是一场超级刺激的赛车比赛，大家都在高速地奔跑、碰撞，然后就产生了半水煤气。

不过不管是哪种生产方法，都得小心翼翼地控制各种参数。

就像照顾小宠物一样，要给它合适的食物、合适的环境。

比如说压力啦、气体的流量啦，这些都得控制得刚刚好。

要是没控制好，可能生产出来的半水煤气就不符合要求啦。

粉煤气化机理一、气化反应热力学粉煤加压气化炉是气流床反应器，也称之为自热式反应器，在加压无催化剂条件下，煤和氧气发生部分氧化反应，生成以CO 和H 2为有效组分的粗合成气，部分氧化反应一词是相对完全氧化而言的。

整个部分氧化反应是一个复杂的多种化学反应过程。

此反应的机理目前尚不能完全作以分析。

我们只可以大致把它分为三步进行。

第一步：裂解及挥发分燃烧。

当粉煤和氧气喷入气化炉内后，迅速被加热到高温，粉煤发生干储及热裂解，释放出焦油、酚、甲醇、树脂、甲烷等挥发分，水分变成水蒸气，粉煤变成煤焦。

由于这一区域氧气浓度高，在高温下挥发分完全燃烧，同时放出大量热量。

因此，煤气中不含有焦油、酚、高级姓:等可凝聚物。

第二步：燃烧及气化。

在这一步，煤焦一方面与剩余的氧气发生燃烧反应，生成CO 2和CO 等气体，放出热量。

另一方面，煤焦和水蒸气和CO 2发生气化反应，生成H 2和CO 。

在气相中，H 2和CO 又与残余的氧气发生燃烧反应，放出更多的热量。

第三步：气化。

此时，反应物中几乎不含有。

2。

主要是煤焦、甲烷等和水蒸气、CO 2发生气化反应，生成H 2和CO 。

其总反应可写为：C n H m +(n/2)O 2-nCO+(m/2)H 2+Q 气化炉中发生的主要反应可分为：CO+H 2O-CO 2+H 2+Q CO+3H 2-H 2O+CO 2+Q C+2H 2-CH 4+Q C+1/2O 2-CO+QC+O 2-CO 2+Q C+CO 2-2CO-Q C n H m -(n/4)CH 4+[(4m-n)/4]C-Q 气化炉内的反应相当复杂，既有气相反应，又有气-周双相反应，对于复杂物系的平衡，我们引入独立反应数的概念，只要讨论独立反应即可。

因为其他反应可通过独立反应的组合而替代。

所谓独立反应数，就是构成物系的物质数与构成物质的元素种数之差。

假定煤气化反应在气化炉出口组成达到平衡，气体中含有CO 2、CO 、H 2、。

第38卷第10期2004年10月浙　江　大　学　学　报(工学版)Journal of Zhejiang University (Engineering Science )V ol.38N o.10Oct.2004气化参数影响气流床煤气化的模型研究(Ⅰ)———模型建立及验证收稿日期:20031019. 浙江大学学报(工学版)网址:w w /eng 基金项目:国家重点基础发展规划资助项目(G 1999022105).作者简介:吴学成(1978-),男,浙江长兴人,博士生,从事洁净煤技术研究.E 2mail :fencewu @吴学成,王勤辉,骆仲泱,方梦祥,岑可法(浙江大学热能工程研究所,能源清洁利用与环境工程教育部重点实验室,浙江杭州310027)摘　要:为评价和优化气流床煤气化中的气化方案和气化参数,从化学动力学角度并结合化学平衡,依据气流床特性建立了气化动力学模型.该模型考虑了煤热解和气化所经历的各反应过程,如C -O 2、C -H 2O 、C -C O 2、C -H 2等异相反应以及挥发分燃烧、水煤气平衡、甲烷蒸汽重整等均相反应.模型对三个工况的计算结果与实验实测数据吻合较好;同时对气流床煤气化整个气化过程(氧化、还原和平衡三阶段)的模拟合理、正确,表明所建模型可以用于预测气化参数对气流床煤气化的影响特性.关键词:煤气化;气流床;气化模型中图分类号:T Q229.8 文献标识码:A 文章编号:1008973X (2004)10136105Modelling on effects of operation parameters on entrained flowcoal gasification (Ⅰ):Model establishment and validationWU Xue 2cheng ,WANG Qin 2hui ,LUO Zhong 2yang ,FANG Meng 2xiang ,CE N K e 2fa(Institute for Thermal Power Engineering ,Clean Energy and Environment Engineering K ey Laboratory o f MOE ,Zhejiang Univer sity ,Hangzhou 310027,China )Abstract :A kinetic coal gasification m odel combining chemical equilibrium was developed to evaluate and optimize gasi 2fying parameters in entrained flow bed gasification.Heterogeneous and hom ogeneous reactions occurred in coal pyrolysis and gasification processes such as C -O 2,C -H 2O ,C -C O 2,C -H 2and C O -O 2,H 2-O 2,C O -H 2O ,CH 4-H 2O were considered in this m odel.M odel calculating results are in g ood agreement with the measurement data from entrained flow coal gasifiers.M odel simulations of coal gasification processes in entrained flow coal gasifiers were found to be rea 2s onable.I t im plies the established m odel may be used to predict the effects of operation parameters on entrained flow coal gasification.K ey w ords :coal gasification ;entrained flow bed ;gasification m odel 在中国,长期以来传统的煤燃烧利用方式带来了严重的资源与环境问题,煤气化成为洁净、高效利用煤炭的最主要途径.目前一些先进的发电系统(如整体气化联合循环(IG CC )、高性能电力交流(HIPPS )等)都以煤气化为核心,同时美国能源部(DOE )提出的Vision 21(展望21世纪)能源系统和Shell 公司提出的Syngas Park (合成气园)的基本思想也是以煤气化为龙头,所得的合成气作为各种洁净、高效利用系统的气源,因此煤炭气化已经成为许多能源高新技术的关键技术和重要环节.气流床气化比其他气化炉(固定床和流化床)气化具有气化强度高、生产能力大、碳转化率高的优点,在多联产和先进发电系统中也是人们关注的一种气化方法.在气流床煤气化过程中,不同的气化参数(气化剂、温度、压力等)对气化过程的性能参数以及最终生成煤气成分有很大的影响.从定量的角度研究不同气化参数对气化的影响,能够凸显出气化反应系统本身对各种气化参数响应的敏锐程度,从而更深层次地理解气化机理的内在规律性,在实际工程应用中,对各种气化方案的优化以及气化炉的设计也具有直接的指导意义.但就现有的资料来看,极少见到专门用于研究气化参数对煤气化影响的理论模型的文献.一般来讲,模拟气化有两种方法:反应平衡模型[1,2]和化学动力学模型[3～6].平衡模型以反应热力学为基础,相对比较简单,并且具有一定的通用性(不考虑气化炉的流动传热传质特性以及气化反应的过程),对碳转化率高、反应接近平衡的工况预测得比较好,而对没有达到化学平衡的工况则预测得比较差.动力学模型以气化系统的反应动力学为基础,能真实地反映炉内的气化过程,并且对最终煤气成分的预测更为准确.但该模型相对比较复杂,通用性也比较差.为此本文综合考虑平衡模型和动力学模型的优点,并考虑了气流床气化的特点,建立了基于整个气化过程的动力学模型,并从系统反应进程和最终煤气组分两方面进行验证,以确认模型的可靠性,为预测气化参数影响气流床的气化过程打下基础.1　模型描述本文的模型以化学动力学为基础,作以下假设:1)不考虑流体动力学、传热和传质,仅视气化反应为一包含均相和非均相反应的化学反应系统,非均相反应考虑焦炭与气化剂的反应,均相反应考虑挥发份组分、气化剂以及气化产物间的相互反应.2)挥发分的析出过程是瞬时的,其挥发分组分按经验模型计算[5].3)反应系统各组分充分混和,同一时刻气相与固相的温度相等.4)模型考虑的气化产物有C O 、C O 2、H 2、H 2O 、CH 4、N 2和H 2S ,并认为N 2和H 2S 直接随挥发份析出,在整个系统内不参与反应;气体组分遵循理想气体状态方程.1.1　挥发分析出模型一般认为煤的热分解反应速度大大高于煤粉燃烧及气化反应速度,即煤的挥发分析出过程瞬间完成.本文采用David [7]建立的煤裂解模型的思想,以元素平衡法估算挥发份析出的成分.挥发份产物由CH 4、C O 、C O 2、H 2、H 2O 、N 2和H 2S 组成,热解后固态产物为半焦Char.不同组分气体、半焦的最终产率与煤的可燃基元素分析值C daf 、H daf 、O daf 、N daf 和S daf 之间的关系可用如下元素平衡矩阵方程表示:w (C )0.750.42860.27270000w (H )0.250010.111100.0588w (O )00.57140.727300.888900w (N )0000010w (S )0000000.9412010000000010000001・Char CH 4C O C O 2H 2H 2O N 2H 2S=C daf H daf O dafN daf S dafw (H 2)・4H daf w (C O )・1.75O daf w (C O 2)・1.375O daf.(1)式中:w (H 2)表示析出产物CH 4中的氢占原煤中氢的质量分数,w (C O )、w (C O 2)表示析出产物中C O 、C O 2占原煤中O 2的质量分数,w (C )、w (H )、w (O )、w (N )、w (S )分别为焦炭可燃基中C 、H 、O 、N 、S 的质量分数.w (H 2)、w (C O )、w (C O 2)分别为0.335、0.23和0.25.1.2　气化模型气化反应是本模型的核心部分,依据气流床的特性,煤粉与气化剂经喷嘴喷入气化炉的燃烧区,该区域温度高达1500～2000℃,燃烧反应速率很快,一般在百分之几秒消耗完毕,氧气消耗完之前,C -O 2、C O -O 2、H 2-O 2以及CH 4-O 2为主要反应;氧气消耗完以后,C -C O 2、C -H 2O 、C -H 2、水煤气反应及甲烷蒸汽重整反应为主要反应,煤粉及气相组分在炉内的停留时间约为几秒.本文主要考虑以下9个反应:①C +1/ΦO 2→2(1-1/Φ)C O +(2/Φ-1)C O 2②C +C O 2→2C O ③C +H 2O (g )→C O +H 2④C +2H 2→CH 42631浙　江　大　学　学　报(工学版)第38卷⑤C O +1/2O 2→C O 2⑥H 2+1/2O 2→H 2O (g )⑦CH 4+2O 2→C O 2+2H 2O (g )⑧C O +H 2O (g )→C O 2+H 2⑨CH 4+H 2O (g )→C O +3H 2气固反应的速率表达式示于表1.其中①为焦炭的燃烧反应,认为其反应速率由化学反应和灰层扩散阻力共同控制,Φ为化学当量系数,其取值由下式决定[4]:Φ=(2Z +2)/(Z +2);d p ≤0.005cm ,[(2Z +2)-Z (d p -0.005)/0.095]/(Z +2); 0.005cm <d p ≤0.1cm ,1.0; d p >0.1cm . (2)Z =2500exp (-6249/T ).(3)式中:d p 为煤颗粒直径(cm ),T 为反应系统温度(K ).反应②、③和④采用等温吸附形式的表达式.气相反应⑤～⑨的速率表达式示于表2.1.3　能量方程本模型采用的计算程序本身遵循质量守恒,即任意时刻生成物消耗的质量等于产物的生成质量,因此无需对模型的质量守恒另加讨论,仅仅考虑能量守恒即可.稳态情况下系统能量守恒,因气化过程是一化学反应系统,气体和固体的焓均采用生成焓计算,即输入系统的焓与输出系统的焓相等,具体表达式由盖斯定律可得:表1　气固非均相反应动力学数据T ab.1　K inetic data for gas 2s olid heterogeneous reactions反应序号速率表达式动力学系数描述 文献①R 1=12ΦAC O210001k 1+ξD h d ′pd p/(kg ・s -1)k 1=2.25×104exp (-1.113×105/(R/T ))/(m ・s -1)[8]②R 2=-1W d Wd t=k 21P C O 21+k 22P C O 2+k 23P C O/s-1k 21=2.71×10-1exp (-1.531×105/(R/T ))/(Pa -1・min -1)k 22=2.06×10-7exp (2.3×104/(R/T ))/Pa -1k 23=3.82×10-7exp (4.81×104/(R/T ))/Pa-1[9]③R 3=-1W d Wd t=k 31P H 2O1+k 32P H 2O +k 33P H 2/s-1k 31=2.96exp (-1.54×105/(R/T ))(Pa -1・min -1)k 32=1.11×10-4exp (-2.95×104/(R/T ))/Pa -1k 33=1.53×10-14exp (2.09×105/(R/T ))/Pa -1[9]④R 4=-1W d W d t =k 41P 2H 21+k 42P H 2/s-1k 41=3.18×102exp (-2.374×105/(R/T ))/(Pa -1・min )-1k 42=1.53×10-9exp (-2.092/(R/T ))/Pa-1[9] 注:P C O 2、P C O 、P H 2O 、P H 2分别为煤气组分中C O 2、C O 、H 2O 、H 2的体积分压(Pa ),C O 2为反应过程中氧气质量浓度(m ol ・m -3),R 为通用气体常数(J ・m ol -1・K -1),T 为气化温度(K ),A 、W 分别为未反应煤颗粒的表面积(m 2)和质量(kg ),d p 为未反应煤颗粒直径(m ),ξ=(d p -d ′p)/2为灰壳厚度(m ),D h 为灰壳中氧扩散系数(m 2・s -1)(参阅文献[8]).表2　气相均相反应动力学数据T ab.2　K inetic data for gas phase hom ogeneous reactions反应序号速率表达式/(m ol ・m -3・s -1)动力学系数描述 文献⑤R 5=k 5C 2C O C C O2k 5=2.4602×10-12exp (-21137/T +24.74414)T 3[10]⑥R 6=k 6C 2H 2C C O2k 6=k 5/0.35[10]⑦R 7=k 7C CH 4C O2k 7=3.552×1011exp (-9.304×105/(R/T ))k 81=2.978×109exp (-3.690×105/(R/T ))[11][3]⑧R 8=k 81C C O C H 2O -k 82C C O 2C H 2k 82=k 81/K eq1　K eq1=0.0265exp (3956/T )k 9=312exp (-2.0×104/(R/T ))[1][3]⑨R 9=k 9(P CH 4-P 3CH 4)/(Pa ・s -1)P 3CH 4=K eq2P C O P 3H 2/P H 2OK eq2=6.7125×10-4exp (27020/T )[5][1] 注:C C O 、C C O 2、C H 2、C H 2O 、C CH 4分别为气化过程气相中C O 、C O 2、H 2、H 2O 、CH 4的浓度(m ol ・m -3)、K eq1、K eq2分别为水煤气反应和甲烷蒸汽重整反应的平衡常数.3631第10期吴学成,等:气化参数影响气流床煤气化的模型研究(Ⅰ)———模型建立及验证∑I i=1m iΔH0f,i,298+∑Ii=1m i∫T r298C P,T,i d T=∑J j=1n jΔH0f,j,298+∑Jj=1n j∫T P298C P,T,j d T+Q.(4)式中:m i、n j为反应物和生成物的质量(kg),下标i、j表示第i(j)组分;ΔH0f,i,298、ΔH0f,j,298分别为反应物和生成物的标准生成焓(J/g);C P,T,i、C P,T,j分别为反应物和生成物的定压比热容(J/ (g-1・K-1)),Q为系统散热损失.式(4)的等式前两项分别为反应物的标准生成焓及显热焓,等式后前两项是生成物的标准生成焓和显热焓,系统的热损失用占原煤发热量的百分比来描述.假定煤完全燃烧的产物仅为C O2、H2O和S O2,由盖斯定律,煤的生成热可采用如下表达式[12]:ΔH0f,coal,298=HHV-(327.86C ar+1418.79H ar+92.84S ar+158.67M ar).(5)式中:HH V为煤收到基高位发热量(J/g);C ar、H ar、S ar、M ar分别为煤收到基C、H、S元素及水分质量分数.2　模型计算本模型采用C++语言编写程序,气化反应速度计算采用四阶Runge2K utta公式.模型主要的输入参数有:1)煤成分、发热量、平均粒径、密度、进口温度;2)w(H2)、w(C O)、w(C O2);3)气化剂/煤比,各气化剂进口温度;4)气化工作压力,系统热损失系数.表3　模型计算所用的数据[1] T ab.3　Data used in simulations工况气化剂煤比m(O2)/m(煤)m(H2O)/m(煤)m(N2)/m(煤)气化压力/MPa煤的元素分析(干燥基)/%C H O N S AshⅠ0.800.080.1302.41369.65.310.01.33.910.0Ⅱ0.860.500.0174.08369.65.310.01.33.910.0Ⅲ1.030.650.0004.08386.02.02.31.08.30.53　模型验证动力学模型优于平衡模型的一个优点是能够同时对系统反应过程和最终状态作详细的描述,验证本模型也应从这两方面进行.为此,分别用文献[1]所报道的不同炉型不同煤种的实验数据对本模型进行了校核.验证模型所用工况列于表3,分别代表了不同的运行条件,包括不同的煤种、不同的气化炉以及不同的气化压力.在计算中,借鉴文献[1]的做法,对没有给出初始参数的工况进行假设,假定煤的进炉温度为25℃,气化剂除蒸汽取为150℃外,其余均取为25℃,对不同炉型不同煤种计算时保持模型的动力学参数不变.对三个工况的验证计算表明该模型具有较高的可信度.工况Ⅱ系统反应过程中气相体积分数φ和焦炭C随时间变化情况由图1所示.气流床气化过程可以分为三个阶段:前两个阶段以氧气消耗完毕为分界点.氧气消耗完之前,主要以剧烈的燃烧反应为主,之后主要以较缓慢的气化反应为主.从图1(a)中可以明显看出,该工况下分界点大致在0.04s.第一阶段中,伴随着O2的不断消耗,C O、H2和CH4体积浓度在极短时间内下降到最低(图中无法显示), H2O、C O2体积浓度增加,相比之下C O2增加幅度更明显,这是因为C O和大量的碳燃烧生成了C O2.由于高温下有利于反应①向生成C O的方向进行(式(2)、(3)),因此第一阶段中仍具有一定量的C O(而H2和CH4则为零),并随着O2的减少呈微弱的上升趋势.进入第二阶段后,反应进程明显减慢,C O、H2体积浓度开始增加,H2O、C O2体积浓度则开始下降,说明进入气化反应阶段.第三阶段为反应达到平衡状态,第二、三阶段分界点不明显,如图1(b)所示.可以看出,该工况在4s以后基本达到平衡状态.经分析可知,该模型能够比较合理地反应实际气流床气化反应系统的反应进程.表4列出了各个工况最终煤气成分的模型计算结果与实验数据的对比,并采用常见的误差函数进行分析,平方误差和定义见式(6):4631浙　江　大　学　学　报(工学版)第38卷图1　工况Ⅱ系统反应进程模型计算结果Fig.1　Calculated results of reaction process for m odeⅡ　表4　模型计算结果与文献报道数据对比[1]T ab.4　C om paris on of calculated and reported values煤气组分工况Ⅰ工况Ⅱ工况Ⅲ报道值计算值报道值计算值报道值计算值C O61.561.2041.0040.9047.1047.10C O2 1.6 1.2010.29.7013.2012.40H230.631.0129.829.9024.3023.80H2O--17.117.6012.7014.40CH4　00.020.30.060.090.05N2 4.7 5.200.80.750.400.35H2S 1.2 1.20 1.10.98 2.20 2.10误差0.8030.625 3.794平方误差和=∑Ii=1(Y C i-Y E i)2.(6)式中:Y C i、Y E i分别为第i组分模型计算值和文献参考值(实验数据),I为气体组分数目.从表4可以看出,三种工况下对C O、H2、C O2等主要气化产物以及N2、H2S等次要产物预测比较准确,对CH4预测稍差一些.三种工况分别是不同炉型、不同煤种和不同气化压力下的组合,表明模型对不同工况均具有较好的预测能力,该模型可以用来预测各气化参数对煤气化过程及最终煤气成分的影响.4　结　论为评价和优化气流床气化中的气化方案和气化参数,结合化学平衡建立了气流床气化动力学数学模型,并从系统反应进程和最终煤气组分两方面验证模型的可靠性,并得出如下结论:(1)能够合理地反映实际气流床气化反应系统的反应进程,并能对气化过程的三个阶段进行详细的描述;(2)对最终煤气组分的预测比较准确,计算结果与报道试验数据相吻合,具有较高可信度;(3)能够用来预测气化参数对气流床煤气化的影响.参考文献(R eferences):[1]W ATKI NS ON A P,LUC ASJ P,LI M C J.A prediction of per2formance of commercial coal gasifiers[J].Fuel,1991,70: 519527.[2]K OVACIK G,OG UZT ORE LI M,CH AM BERS A,et al.Equi2librium calculations in coal gasification[J].H 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