1、 煤粉气化燃烧综合实验台 建立给煤量约为 10kg/h 的热态加压气化实验系统， 实验系统如 图 1 所示 ： 整个系统由 煤粉 加压 给料系统、燃油系统、加压气化炉 （设计气化压力 4.0MPa,设计 温度 1400左右） 、 废 热 锅 炉 、积灰测试 探针 、 粗煤气 燃烧炉 等组成。 首先 将约 100kg 的 煤粉 送 入加压 煤 粉仓 (可 保证 连续运行 10 小时 )， 投入燃油系统将气化炉 /废热锅炉升温，加热至1000左右后逐步减少燃油 投入量，同时逐步增加煤粉的投入量至实验设计值并保持给料稳定 ，同时调节自动调压阀 使气化炉内的压力达到 4.0MPa 并保持稳定 。 调节
2、煤粉与氧气 比例使得煤粉在气化炉内 发生 部分燃烧气化 反应 (气化温度 1400分左右 )，生成粗煤气 (主要成分为 CO、 H2、 H2O、 CO2、 CH4、灰 )， 合成 气进入气化炉下面突扩的换热器内 (废热锅炉 )， 经过盘型水 冷 管冷却 ，温度由 1100降至 700左右（可调节水冷盘管内水的流量，来调节盘型水管下方粗煤气温度） ，在盘型水管下 方 装有积灰 探针 (探针表面装有热电偶，可通过控制 探针 内的 冷却水 流量 来调节探针表面温度，即积灰温度 )。 另外，积灰探针 与 废锅 壳体采用螺纹链接， 以方便更换不同积灰材料，研究积灰表面对灰积灰特性的影响。 废锅底部 采用
3、 法兰 密封 ， 以 方 便 对 积灰探针上 收集的 灰样 进行取样、 分析、测试； 同时还可取出粘在水冷壁上 不同位置的 积灰样品以及 沉积在废锅 底部 的 大粒灰渣进行分析、测试 。经冷却后的粗煤气从废锅底部绕到水冷盘管外侧，在废锅 壳体 侧面开孔出废锅，在尾气管道经过自动调压法减压后， 一 部分煤气进一步冷却进入 在线 烟气分析仪分析 进行煤 气成分 分析 ，绝大部分煤气 则 送入燃烧炉燃烧。 该实验系统可 通过调节氧 /煤质量比来 实验模拟实际 IGCC系统气化炉和 废 锅 的 内 部环境气氛， 可 深入研究不同气化条件 、不同压力、粗煤气温度、积灰温度、材料 等 因素对加压气化条件下
4、煤灰 积 、 灰结渣特性的影响。 气化炉主要设计参数 及尺寸 ： 气化压力 2.0 4.5MPa 气化温度 1000 1400 给煤量 10kg/h 煤粉仓体积 0.2m3 理论给氧量 12.2 14.7m3/h 油罐体积 0.5m3 粗煤气流量 23m3/h 排渣量 1.0-1.5kg/h 气化炉内径 233mm 废热锅炉内径 500 气化炉停留时间 3s 废热锅炉停留时间 6s 气化炉高 1900mm 废热锅炉炉高 900mm O2 瓶压力 15MPa N2 瓶压力 15Mpa 实验系统价格预算 ： 项目 材料 /规格 单 价 /千元 个数 /体积 价格 /千元 厂商 气化炉本体 (含废热
5、锅炉 )自制 压力容器外壳 不 锈钢 1 个 自制 保温材料 1 碳化硅耐热材料 1 组 自制 保温材料 2 保温 砖 1 组 自制 刚 玉内胆 2301900 1 根 自制 水冷却 盘 管 13CrMo44 1 组 自制 燃烧喷嘴 耐 热钢 2 组 自制 加压粉仓 0.2m3/普通 钢 1 个 自制 星型给料器 10kg/h 1 台 自制 高温 热电 偶 双 铂铑 铂 高温(=1500 ） 10 只 自制 积灰探针 自制 1 只 自制 上、下联箱 不 锈钢 2 只 自制 重油罐 0.5m3/不 锈钢材料 1 只 自制 油泵 0.8MPa 1 台 外 购 仪器及阀门 电动流量调节阀 4 个 外
6、 购 手 动流量调节阀 4 个 外 购 球形型电磁阀 1 个 外 购 自动压力调节阀 1.0MPa 4.5MPa 1 个 外 购 压力安全阀 2 个 外 购 压力仪表 10 个 外 购 在线烟气分析仪 1 台 外 购 空气压缩机 1 台 外 购 控制台 1 套 自制 管道 不锈钢耐压管道 810,000 m 外 购 钢架 实验台钢架 3 层 自制 气体瓶台架 自制 实验设备 加工 费 其他材料及不可预见费用 预算总价 使用使用备用备用油罐13M P a 13M P a空气压缩机液油泵空气升温油枪烟气分析仪温度控制柜自动压力调节阀1 2ED43 5 6 7 8FEDCBA1 2CB43 5 6 7A8加压粉仓2 O2星型给料器电磁阀压力平衡管燃烧喷嘴刚玉耐火材料热电偶承压外壳氧气煤粉气流安全阀集箱集箱粗煤气积灰管(可 选用不同材质)进水出水水冷盘馆安全阀气化炉燃烧器喷嘴燃烧炉气化炉图 1 10kg/h 热态加压气化实验系统
