煤炭地下气化的热解模型实验及气化指标研究

本书首次实现了600℃以上的温压状态下的原位煤热解实验，建立了模拟煤炭地下气化过程中煤炭热解的实验方法，得到了温压状态下的原位煤热解产气规律。在此基础上，本研究建立了一个煤炭地下气化指标的两段式反应平衡计算法，并应用matlab编制了煤炭地下气化的空气蒸汽连续法、富氧蒸汽连续法和纯氧蒸汽连续法的气化指标计算程序。应用计算出来的气化指标对现场试验的设计进行了模拟。计算结果与稳定后的实际现场试验数据吻合度非常高，证明模型和程序能够很好地对煤炭地下气化进行模拟。本研究还建立了二氧化碳回炉的煤炭地下气化指标的两段式反应平衡计算法，进行了纯氧蒸汽二氧化碳连续法和空气蒸汽二氧化碳连续法的煤炭地下气化的气化指标计算。模拟中发现：二氧化碳相对于水蒸汽来说是一种更快调节气化炉温度的气化剂；二氧化碳部分代替了水蒸汽。本书提出煤炭气化指标中应该包含综合气化效率和热煤气综合气化效率这两个指标作为煤炭气化过程能量转化效率的评价指标并给出了相关计算方法。实例情境下的纯氧蒸汽二氧化碳连续法煤炭地下气化的冷煤气效率要比德士古气化高出6.48个百分点，综合气化效率要比德士古气化高出10.56个百分点，热煤气综合气化效率要比德士古气化高出11.28个百分点。在其它条件一定的前提下，气化剂中汽（二氧化碳）氧比直接决定着气化炉能量转化效率，各工艺条件下都有一个最优的汽（二氧化碳）氧比。计算结果表明，一定量的二氧化碳的加入对于提高煤炭地下气化的综合气化效率和热煤气综合气化效率都是有利的，而一定量纯氧的加入对于提高煤炭地下气化的综合气化效率是有利，但是对于提高煤炭地下气化的热煤气综合气化效率并无直接的关系。