流化床煤氣化實驗裝置的基本原理：煤的流化床氣化是指氣化反應(yīng)是在以氣化劑與煤形成的流化床內(nèi)進行的。煤的氣化是用氣化劑與煤中的可燃物(其中主要是炭)在高溫下起反應(yīng)，生成可燃氣體的過程。氣化劑通常是空氣、氧氣、蒸汽和二氧化碳。煤的粒度不能過大，大粒度煤不易流化，粒度過小又常易被氣流帶出。流化床氣化用煤的粒度是0~6mm或0~10mm。
煤進入爐內(nèi)首先進行熱解過程，其中包括裂解和縮聚兩大類。熱解前期主要發(fā)生裂解反應(yīng)，包含煤分子結(jié)構(gòu)中橋鍵斷裂生成自由基、脂肪側(cè)鏈斷裂生成氣態(tài)烴、含氧功能團裂解生成H20、CO等、低分子化合物裂解生成較多揮發(fā)性產(chǎn)物。熱解后期以縮聚反應(yīng)為主，當溫度為550~600℃時，膠質(zhì)體發(fā)生固化生成半焦，溫度更高時芳香結(jié)構(gòu)脫氫，半焦變成焦炭。
煤熱解總的反應(yīng)式為：煤-C+氣體烴+焦油+CO+CO2+2+H40+焦炭，在后續(xù)的高溫氣化反應(yīng)中，氣體烴和焦油還會發(fā)生二次熱解反應(yīng)生成C、CH4、He、CO、H20等簡單物質(zhì)。
煤氣化是一個強吸熱反應(yīng)過程，從氣化熱力學角度分析，高溫有助于煤氣化的進行。從動力學角度分析，提高溫度、壓力，減小顆粒粒徑都有利于加快氣化反應(yīng)速度。煤氣化流化床是一種高碳轉(zhuǎn)化效率、高生產(chǎn)能力、低能耗及低污染的有效氣化工藝。
流化床煤氣化實驗裝置結(jié)合自身的具體情況，加強對煤氣化技術(shù)的基礎(chǔ)研究，特別是各種煤的燃燒、氣化性能、適用工藝條件的試驗研究，同時抓緊對大型低能耗制氧設(shè)備、高效換熱等配套設(shè)備的開發(fā)。只要再進行比較深入的研究，一定能將流化床煤氣化技術(shù)迅速地發(fā)展起來，同時也為我國鍋爐行業(yè)的拓展提供新的領(lǐng)域。
