间热径向流反应器料层厚度对煤热解特性的影响

作     者：胡二峰 武荣成 张纯 郭二卫 付晓恒 许光文 HU Erfeng;WU Rongcheng;ZHANG Chun;GUO Erwei;FU Xiaoheng;XU Guangwen

作者机构：中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083 中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室北京100190 

出 版 物：《化工学报》 (CIESC Journal)

年 卷 期：2015年第66卷第2期

页      面：738-745页

核心收录：

学科分类：081702[工学-化学工艺] 0817[工学-化学工程与技术] 08[工学] 0703[理学-化学] 

基　　金：国家重点基础研究发展计划项目(2011CB201304) 国家自然科学基金云南联合基金项目(U1302273) 国家自然科学基金项目(21306209 21106156) 国家国际科技合作专项项目(2013DFG60060) 中国科学院战略性先导科技专项'低阶煤清洁高效利用关键技术与示范'(XDA07050400)~~ 

主　　题：煤热解 径向流反应器 料层厚度 二次反应 反应调控 内构件移动床 

摘      要：考察了方形径向流固定床煤热解反应器中变化煤层厚度对料层升温速度及煤热解产物分布特性的影响。随着料层厚度增加,导致煤热解反应要求的时间增长,热解水和气的产率相应增加,焦油和半焦收率逐渐降低,但焦油中轻质组分(沸点低于360℃组分)含量呈升高趋势,半焦和煤气热值稍许降低。如,加热壁温度900℃、从45 mm至105 mm增加煤料层厚度时,焦油产率从7.17%(质量,下同)下降到6.26%(相对干基煤),但焦油中的轻焦油组分含量则从67%升至72.7%,半焦产率由80.0%降至77.0%,热解水和煤气产率分别由6.96%和5.91%增至8.85%和7.90%,煤气热值则由24348.5 k J·m-3下降至20649.2 k J·m-3。所得半焦的热值径向上由高温侧向低温侧逐渐降低,煤料层越厚、热值降幅越大,而相同煤料层厚度处与加热壁平行的同一轴向平面上的半焦热值基本相同。针对研究的反应器,气相热解产物在反应器内沿径向(横向)由高温料层区向低温料层区流动。在该过程中伴随着热解产物对远离加热壁的低温煤料的传热、热解生成重质组分的冷凝和在煤/半焦颗粒表面的吸附截留,进而在低温料层进一步升高温度时发生二次裂解等物理化学过程。反应器内煤层厚度越大,上述各种伴随的物化作用越显著,从而明显影响煤料层的升温及热解特性。