【摘 要】
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煤气化技术是实现煤高效清洁利用的关键技术,然而煤中碱(土)金属元素会在煤转化过程中释放、迁移,进而引发一系列问题。本文通过实验研究了煤中碱(土)金属元素的释放特性及其
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煤气化技术是实现煤高效清洁利用的关键技术,然而煤中碱(土)金属元素会在煤转化过程中释放、迁移,进而引发一系列问题。本文通过实验研究了煤中碱(土)金属元素的释放特性及其在气化系统中的分布、富集情况,并通过过程系统能量优化方法,对煤气化系统热能综合利用及含盐废水排放进行了模拟和优化。在马弗炉和高频炉装置上分别进行了煤灰化、热解及气化实验,研究碱(土)金属元素的释放特性。结果表明:碱(土)金属元素K、Na、Ca、Mg释放率均随着实验温度的上升而逐渐增大,温度对K、Na元素释放的影响较大,Ca、Mg的释放受温度的影响较小,K、Na释放率高于Ca、Mg。K、Na主要在热解和气化过程初期释放,Ca、Mg在气化过程的释放率大于热解过程释放率。对多喷嘴对置式水煤浆、GE水煤浆和Shell粉煤气化装置进行取样分析,研究了碱(土)金属元素在气化系统中的分布及富集特性。结果表明:水煤浆气化系统中,碱(土)金属元素在气化系统出口物流中的分布情况是粗渣>细渣>废水;Shell粉煤气化系统中分布情况为粗渣>飞灰>细渣>废水。水煤浆气化系统中K、Na主要向细渣中富集,而Shell粉煤气化系统中K、Na主要向飞灰中富集,Ca、Mg无明显的富集趋势。通过模拟计算,对气化系统黑水处理单元热能综合利用及含盐废水回收进行了研究。结果表明:当高温黑水回用比为0.5时,高温黑水回用工艺可将系统总热效率由90.65%提高到93.58%,合成气水气比由0.80提高到0.99,循环水用量降低45.64%;废水蒸发工艺可将外排含盐废水减少25.09%。
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