论文推荐丨大同市煤炭清洁高效利用研究所刘志成高工：模拟生活干垃圾循环流化床气化试验

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为实现干垃圾资源化处理，在中试规模循环流化床富氧气化试验台，实现干垃圾稳定的空气气化和富氧-水蒸气气化。炉膛底部最高温度点至顶部高度范围内温度分布较为均匀，炉内温度场稳定，流化和物料循环状态良好。获得了模拟生活干垃圾在中试规模的循环流化床气化特性数据，为干垃圾在循环流化床气化的工业应用提供了数据支撑。模拟生活干垃圾循环流化床气化试验作者何守琪1,2，刘志成1,2,3，王小芳2,3，蔡军3,4单位1．大同市煤炭清洁高效利用研究所
2．煤灵活燃烧与热转化山西省重点实验室
3．中国科学院工程热物理研究所
4．山西省煤炭清洁高效燃烧与气化工程研究中心引用格式何守琪，刘志成，王小芳，等.模拟生活干垃圾循环流化床气化试验[J].洁净煤技术，2024，30(9):156-164.
HE Shouqi，LIU Zhicheng，WANG Xiaofang，et al. Gasification of synthetic waste in circulating fluidized bed[J]. Clean Coal Technology，2024，30(9):156-164.创新点

1）采用干垃圾块料和锅炉底渣混合的方式解决中试装置的干垃圾块料进料困难问题。

2）模拟生活干垃圾在中试规模循环流化床气化炉内实现稳定的空气气化和富氧-水蒸气气化。

研究背景气化技术是固废无害化、减量化和资源化处理相结合的有效途径，并且在避免产生二次污染方面具有优势，是现阶段实现生活垃圾清洁高效利用现实可行的技术选择。  生活垃圾气化研究基本集中在单一成分物料在800 ℃以下的中低温热解和利用小型试验台、气化模型描述干垃圾的燃烧/气化过程，对技术的工程放大指导作用有限，工业尺度条件下循环流化床气化的可行性亟需验证。研究内容在大同市煤炭清洁高效利用研究所的5 t/d循环流化床富氧气化试验台上，开展了模拟生活干垃圾气化特性试验研究，重点研究了气化温度和系统富氧浓度等关键运行参数对模拟生活干垃圾气化的煤气热值、煤气组分、冷煤气效率、碳转化率和产气率等的影响规律。研究结论

1）模拟生活干垃圾在中试规模循环流化床气化炉内可以实现稳定的空气气化和富氧-水蒸气气化，系统运行稳定：炉膛底部温度较低，炉膛底部最高温度点至顶部高度范围内温度分布较为均匀，其温差在19.7 ℃以内，处在合理温差范围之内。

2）在850～950 ℃空气气化条件下，模拟生活干垃圾气化的煤气热值、冷煤气效率随气化温度升高而降低，但碳转化率、产气率随气化温度升高而升高；煤气热值为3976～2590 kJ/m3，冷煤气效率为42.97%～51.01%，碳转化率为83.11%～92.45%，产气率为2.28～3.08 Nm3/kg。

3）富氧气化条件下，当气化温度维持在900 ℃左右时，系统富氧浓度由30%提高至50%过程中，水煤气反应得到不断强化，H2及CH4产率不断提高，CO产率先降低后增加；随系统富氧浓度提高，煤气热值和产气率均持续升高，碳转化率和冷煤气效率降低。煤气热值为5274～7294 kJ/m3，产气率为1.37～1.93 Nm3/kg，碳转化率为83.32%～81.11%，冷煤气效率为55.39%～53.77%。

4）本文研究结果，获得了模拟生活干垃圾在中试规模的循环流化床气化特性数据，为干垃圾在循环流化床气化的工业应用提供了数据支撑。

重要图表

　循环流化床富氧气化试验工艺流程示意

　试验台实景

作者简介何守琪何守琪，大同市煤炭清洁高效利用研究所助理工程师，从事煤气化及固废处理方面的技术研究工作，主持完成多项企业气化试烧项目，担任山西省新型研发机构建设负责人。通讯作者简介刘志成刘志成，大同市煤炭清洁高效利用研究所执行副所长，正高级工程师，先后在中科院工程热物理所任助理研究员、北京中科通用能源环保有限责任公司任研发部副总监、中科院工程热物理所任高级工程师。主要从事煤炭清洁转化利用与固废处理研究方面的技术研究工作，发表学术论文30余篇，申请专利10余项。作为负责人主持国家重点研发计划子课题“加压富氧CFB流动和返料特性研究”，围绕循环流化床加压煤气化遇到的流动和返料问题开展冷态试验研究，完成加压冷态试验平台设计、建设及试验研究。

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