论文摘要
固定床气化炉是一种技术成熟、应用最广的高热效率和高碳转化率的反应器。但气化煤气中焦油含量高是制约固定床气化炉快速健康发展的重要因素。煤气中焦油的存在一方面堵塞管道、腐蚀设备,另一方面损失能量、污染环境。因此,气化煤气中焦油含量高已成为固定床气化炉发展的瓶颈。本文分析了各种去除气化煤气中焦油的方法,分析发现,炉外去除焦油法虽然也能有效的去除焦油,但焦油只是经历了相的转换并没有真正除去,对焦油中的能量并未充分回收,环境污染也不可避免；炉内去除焦油法不仅能从根本上去除焦油,而且还能增加原料的转化率,对气化过程非常有利。介绍了固定床气化炉煤低焦油气化实验,考察了空气/蒸汽预热温度、气化温度、气化当量比(ER)、汽碳比和二次空气与一次空气比等操作参数对煤气成分、煤气热值和煤气中焦油含量等煤气化指标的影响。实验结果表明：较高的空气/蒸汽预热温度有利于焦油的裂解,提高了煤气的热值和碳转化率,但煤气产率降低；气化温度的升高使煤气热值、碳转化率和煤气产率显著提高,煤气中焦油含量降低,但过高的气化温度使煤气热值降低；气化当量比(ER)和汽碳比对煤气热值均有一个适宜区域,增大气化当量比(ER)和汽碳比的加入量可降低焦油含量；二次空气的加入有利于焦油的裂解,但二次空气量加入过多使焦油含量增加,煤气热值降低。因此二次空气量的选择非常重要。根据实验结果和所得规律,对上吸式固定床气化炉结构进行了优化设计,在上吸式固定床气化反应器的热解段添加喉口,二次空气在喉口处供入气化反应器内,使其为焦油的炉内裂解提供适宜条件,达到最大限度降低出炉煤气中焦油含量的目的,为今后无焦油气化炉的开发提供了理论依据。