煤炭学报

作者：单佩金, 梁杰, 王皓正, 陈晨晨, 杨彦群, 王翠兰, 金永传,

关键词：煤炭地下气化, 气化剂, 氧气体积分数, 效率, 不可逆损,

开展煤炭地下气化过程中能量转化环节效率优化,有利于提高煤炭地下气化系统实际生产效率和经济性。利用煤炭地下气化模型试验系统,进行了不同气化剂氧气体积分数条件下的地下气化模型试验,并结合热力学第1定律和热力学第2定律建立了煤炭地下气化系统㶲评价模型。结合实际试验数据和物料平衡、热量平衡、㶲平衡等理论模型,分析了不同氧气体积分数的气化剂对煤炭地下气化系统㶲效率及不可逆㶲损的影响。结果表明,煤炭地下气化系统是具有较高有效能量转化效率的系统;气化剂氧气体积分数是影响煤炭地下气化系统㶲效率的主要因素之一。在气化剂氧气浓度为40%,60%和80%条件下,煤炭地下气化炉的综合㶲效率分别为67.47%,73%和78.52%,外供㶲效率分别为47.36%,61.00%和57.73%,不可逆㶲损分别为32.53%,27.00%和21.48%。提高氧气体积分数可以显著提高系统的㶲效率并降低不可逆㶲损失;在利用纯氧作为气化剂时,地下气化系统㶲效率可达到84.72%,外供㶲效率可达68.86%,不可逆㶲损可低至15.28%。对比地面气化系统,煤炭地下气化系统的有效能转换率大于高炉系统和发生炉系统、低于焦炉煤气的生产过程。水碳比是影响外供㶲的主要因素之一,通过提高绝热燃烧温度、减少煤炭地下气化系统的热量损失和提高传热系数可以降低不可逆㶲损。

来源：2021年第8期

《煤炭学报》期刊编辑部

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