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中国科学院山西煤炭化学研究所一直致力于流化床煤气化技术的研发,开发了一系列相关技术。但由于流化床的固有特性,部分含碳量较高、未反应完全的细粉会被带出气化炉,一方面造成粉尘污染,影响环境;另一方面,也影响了总碳转化率的进一步提高。因此流化床带出细粉的高效再利用一直是流化床气化技术的关键问题。 本文针对山西煤炭化学研究所开发的灰熔聚流化床煤气化技术、复合床煤气化技术及多段分级转化流化床煤气化技术的工艺特点,从细粉是混合物的角度出发,将中试细粉各组分按粒径、密度及气速实现分离,并对分离后所得各组分细粉(以下简称组分细粉)的物化特性、气化特性进行了考察,得到以下主要结论: (1)按粒径所得各组分细粉的研究表明:由于挥发分的析出,细粉的固定碳含量较原煤高;各组分细粉的粒径分布范围较宽,呈近似“M”形分布;随各组分细粉粒径减小,灰分含量增大,而含碳量近似减少;CO2恒温气化与程序升温气化获得的气化反应活性顺序一致:均随各组分细粉粒径的减小先逐渐降低而后又逐渐升高;对产生气化差异的原因探究发现,不同组分细粉气化反应活性的差异与其自身的石墨化程度及灰分含量有关,而在本文实验条件下与孔径结构关系不大。 (2)按模拟气速分离所得各组分细粉的研究表明:各组分细粉分布不均匀,呈现两头多中间少的近似“U”形分布;随着气速的增加带出细粉的固定碳含量逐渐增加,挥发分与灰分含量近似逐渐减少;各组分细粉的恒温CO2气化实验表明,随着气速的提高,带出组分细粉的气化反应活性逐渐降低;对产生气化差异的原因探究发现,各组分细粉的气化反应活性与细粉自身的灰分和石墨化程度有关,而在本文实验条件下与孔结构相关性不大。 (3)按密度所得各组分细粉的研究表明:不同密度的组分细粉固定碳含量与灰分含量差别较大,随着组分细粉密度的增加,细粉的固定碳含量逐渐降低,灰分逐渐增加。各组分细粉的恒温气化实验表明,密度最大的组分细粉气化反应活性远高于其他组分,随着组分细粉密度的增加,其气化反应活性逐渐降低,密度达到一定程度后出现反常。对产生气化差异的原因探究发现,组分细粉的气化反应活性与其自身的石墨化程度和灰分含量有关,与各组分细粉的煤岩相组成也存在一定关系,而在本文实验条件下与孔结构相关性不大。