發(fā)布時間：2020-06-10 04:17

【摘要】：三塔式循環(huán)流化床(TBCFB)作為一種新型的流化床裝置,由下行床、鼓泡流化床、提升管三部分組成,分別完成煤的熱解、氣化以及燃燒過程。該技術的最大特點是將吸熱反應(熱解、氣化)和放熱(燃燒)反應結合起來,并利用固體熱載體將放熱反應產生的熱輸運到吸熱反應所在的反應器中,提供其反應所需的熱量。本文利用Aspen plus軟件強大的物質數(shù)據(jù)庫以及熱力學模型對三塔式循環(huán)流化床運行過程中的熱量平衡和物料平衡進行分析。由于相關熱態(tài)實驗數(shù)據(jù)的缺乏,需要對反應器溫度進行假設,具體如下:1.下行床反應器內,熱載體的進口溫度為1100℃,出口溫度為900℃,原料的進口溫度200℃,熱解半焦的溫度為650℃;2.鼓泡流化床反應器內,熱載體進口溫度900℃,出口溫度850℃,半焦出口溫度850℃,水蒸氣進口溫度800℃;3.燃燒反應器中,熱載體和半焦的進口溫度850℃,氧氣進口溫度100℃,出口溫度是1100℃。分析結果表明,當半焦作為循環(huán)熱載體時,半焦與煤顆粒的最優(yōu)比例為6.5:1,當石英砂作為循環(huán)熱載體時,石英砂與煤顆粒的最優(yōu)比例為12.5:1。當?shù)碗A煤的處理量為100kg/h時,鼓泡流化床氣化工藝需要水蒸汽氣化劑的量為5.4kg/h,提升管燃燒工藝需要氧氣50kg/h。經過計算,熱解焦油的產率為20.5%,熱解氣的產率為52.8%,半焦為26.7%;其中,7%的半焦用于氣化工藝,93%的半焦用于燃燒工藝。在三塔式循環(huán)流化床的后續(xù)流程中不可避免地需要處理含酚廢水。本文以苯酚為代表,利用Aspen plus V7.3軟件模擬滲透汽化-分級冷凝(PVFC)技術處理含酚廢水的工藝過程。結果表明在-8℃冷凝溫度下,可以得到純度為80.6%的苯酚(模擬值),回收率為97.23%。利用Aspen plus中自帶的物性分析工具來繪制苯酚/水的相圖,發(fā)現(xiàn)其在280Pa的低壓條件下近似呈“直角三角形”,根據(jù)Antoine方程計算,苯酚、水在此低壓下的飽和蒸汽壓分別為3.16Pa和334.8Pa,而苯酚、水的實際分壓分別為23.24Pa(3.16Pa)和256.76Pa(334.8Pa),因此僅有苯酚被冷凝。這是PVFC工藝能夠獲得高純度苯酚的原因所在。
【圖文】：

圖 1.1 固定床氣化過程簡圖Fig.1.1 Simple diagram of fixed bed gasification process有代表性的就是魯奇氣化爐，是 30 年代德國魯奇公司開發(fā)的固定干式排渣固定床氣化爐。魯齊爐的技術已經十分成熟，整體采用.0MPa，碳轉換率為 90%左右，煤氣的熱值高，氣化強度大。但是可避免的缺點是氣化爐結構復雜，爐子內設有破粘和煤分布器接導致爐子的制造和維修費用大；而且入爐原料必須為塊煤，這原料的類型（只能選擇弱粘性的煤料）；爐子為高壓間歇性操的加壓和泄壓，這在一定程度上是產生噪音的污染和資源的浪有焦油、酚等有毒有害的物質，而且熱解和氣化不能分開，其中很多固定碳以灰渣的形式被排出爐體，這在很大程度上是對煤炭現(xiàn)在，固定床氣化爐還是現(xiàn)在煤炭氣化工業(yè)中主流的選擇。結構圖如圖 1.2[31]所示，分為加煤斗、氣化爐爐體、排灰斗三個

圖 1.2 魯齊爐氣化床過程.2 The process of Lurqi coal gasificatio氣化劑（通常由蒸汽和氧氣組成中，，煤粉可以瞬間反應，反應時間，在到達出口處時已經完全反應了氧化碳和氫氣）以及熔渣。由于床的煤氣化過程是沒有影響的，，這樣每種的適應性強，但是煤氣粉碎，還要進行除塵等輔助設備。流床氣化技術中，K-T、E-GAS、
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：X703;TQ536

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本文編號：2705757