电站煤的流化床催化气化特性及工业可行性分析

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煤炭是世界储量最多分布最广的化石能源,占世界化石能源剩余可采储量的64.1%,而石油与天然气分别仅占18.1%、17.8%。由于煤炭资源量和储采比大大超过石油和天然气的资源量及储采比,在未来50 年内,煤炭将仍然是世界主要能源之一,是世界经济发展的重要动力支柱;另一方面,世界电力的4550%由燃煤电站提供,在未来20 年内煤炭将保持它在发电方面的核心地位,能源结构不会发生大的变化。我国的煤炭主要用于发电和许多不同工业部门,利用方式以直接燃烧为主,燃烧利用率低,发热量不高,同时产生的大量烟尘及有毒气体(SO2、NOx 等)对生态环境造成了严重的环境污染,已经影响到我国国民经济的可持续发展及居民的身体健康。若通过煤气化方式将煤转变成可燃气体,其热利用效率可最终达到5560%,不仅增加了煤的使用价值,扩大了煤的利用方式,同时可燃气更具使用和运输方便、减轻环境污染等突出优点。一般说来,电站煤质的品位低、灰含量高(低的固定碳含量),直接气化效果很差。若对电站煤能通过采用工业碱高效催化气化方式以获得良好的气化结果,必将为电站煤的高效转化和利用增加新的途径。为此,从廉价的工业碱催化剂入手,采用工业上先进的流化床气化技术,集中地考察了工业碱(工业固碱与粘胶废碱液)在830920℃条件下对电站煤(山西阳泉无烟煤I、高灰煤II 及山东煤Ⅲ三种煤种)混合气催化气化反应的影响,研究了在一小型固定床及流化床(内径均为Φ28mm)中的催化气化特性与气化表观动力学,这些基础数据对拓展电站煤的应用途径及工程放大设计均具有重要的参考价值。最后,在“电站煤-粘胶废碱液催化气化”新工艺实验室研究成果的基础上,对“500kg/h 电站煤-粘胶废碱液流化床混合催化气化”项目进行了初步工艺概算与工业可行性研究,以证明本“电站煤流化床催化气化”新工艺过程在技术上是先进可行的,在经济上是合理有利的,为进一步中试与工业放大提供一份可供投资选择的技术报告。
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