煤炭拔头,旨在常压、中低温、无催化剂和氢气的条件下,用温和热解的方式提取煤中的气体、液体燃料和精细化学品,并借此工艺脱硫脱硝,从而实现油、煤气、热、电的多联产。气力输送是借助负压或正压气流通过管道输送物料的技术,与其他输送方式相比,具有输送效率高、结构简单、系统密闭、可输送高温物料等优点。煤拔头中试试验采用气力输送的方式回输半焦。由快速分离器分离出的半焦温度超过其着火温度,在气力输送过程中可能燃烧放出大量热量,不仅造成热量损失,且影响系统安全运行。因此,预估物料输配系统的速度、压力等工作状态,对半焦回输过程中有可能发生的燃烧反应进行分析,是保证系统顺利运行的基础。本文建立了半焦和循环灰气力输送的一维数学模型:对颗粒的受力进行分析,根据牛顿第二定律建立颗粒动量方程;化学反应考虑了残余挥发分的析出和燃烧、焦炭的燃烧、气相CO的燃烧以及CO2的非均相还原;忽略了焦炭与热灰之间的换热;考虑了气体与固体之间的对流和辐射换热、气相燃烧热对气体温度的影响以及焦炭燃烧热导致半焦颗粒的温升;采用附加压降法计算气力输送过程中的压降。用计算机语言编程求解35t/h循环流化床煤拔头中试试验装置物料回输系统的一维模型,对比分析了采用预热空气、冷空气、烟气三种气体介质进行输送时的工况。结果表明无论采用何种气体输送,管内气体温度均较高,速度大,动力损失和磨损严重。空气输送时的温度、速度和压力损失均大于烟气输送。由于停留时间短且为欠氧燃烧,可忽略输送过程中焦炭的燃烧。同时研究了特性参数的变化对气力输送的影响:残余挥发分越高,出口处温度和压力损失越大;物料在管内的停留时间越长,出口处温度越高,当停留时间超过0.6s后挥发分基本燃尽;在20～180℃范围内,出口处气固温度随着输送气体初始温度升高近似成线性增加。采用变管径输送能有效降低管内速度,从而降低动力消耗和管道磨损;等径段直径越大,压力损失越小,但直径过大会导致输送力下降。