新型水煤漿氣化噴嘴和氣化爐的開發(fā)以及氣化過程數(shù)值模擬.pdf

1、水煤漿氣化技術(shù)在近年來一直受到國際社會和我國的高度重視,我國在"六五"、"七五"、"八五"、"九五"科技攻關(guān)項目中一直將水煤漿技術(shù)列在其中.水煤漿技術(shù)在我國也得到了空前的發(fā)展,并取得了可喜的成績.然而,與國際社會相比,我國的水煤漿氣化技術(shù)還存在許多問題,在噴嘴的設(shè)計與制造、大容量高壓煤漿泵的制造、噴嘴與氣化爐結(jié)構(gòu)的配置、數(shù)值模擬計算軟件的開發(fā)、高溫爐襯耐火磚的制造、PDP軟件包的設(shè)計等方面還不盡如人意.另外,由于受到Texaco水煤漿氣

2、化技術(shù)專利的限制,在引進時都要向其支付昂貴的技術(shù)專利費,因此開展不同原料(如渣油、油水煤漿、焦水煤漿、黑液水煤漿等)的氣化技術(shù)從而繞開Texaco技術(shù)專利的限制,是解決這個問題的良好途徑.本文即在目前我國水煤漿氣化技術(shù)存在的上述問題下開展了部分研究工作.利用實驗室現(xiàn)有的設(shè)備和技術(shù)結(jié)合其他形式水煤漿噴嘴的優(yōu)點,開發(fā)了三通道多級內(nèi)混撞擊式水煤漿氣化噴嘴,并進行了大量的試驗,對噴嘴內(nèi)各部件結(jié)構(gòu)尺寸對霧化的影響展開了研究,通過優(yōu)化選擇確定了各部

3、件的結(jié)構(gòu)尺寸,得到了最佳霧化效果的水煤漿氣化噴嘴,確定了噴嘴內(nèi)各部件結(jié)構(gòu)尺寸對霧化的影響規(guī)律;在導(dǎo)師的指導(dǎo)和幫助下開發(fā)了新型多入口水煤漿氣化爐,并利用數(shù)值模擬計算方法對不同爐側(cè)噴嘴入口高度、不同爐側(cè)噴嘴入口角度等因素對氣化爐內(nèi)流暢分布的影響進行了冷態(tài)數(shù)值模擬,得到了不同形式的氣化爐內(nèi)流場分布、顆粒濃度分布等,確定了最佳形式的噴嘴與氣化爐結(jié)構(gòu)配置方式,同時對上述因素對氣化爐內(nèi)流場分布、顆粒濃度分布、壓力分布等進行了冷態(tài)試驗研究,得到的結(jié)果

4、與數(shù)值模擬計算結(jié)果吻合良好,確定了數(shù)值模擬計算代替試驗研究的可行性;利用數(shù)值模擬計算方法對現(xiàn)場工業(yè)爐氣化過程進行了數(shù)值模擬計算,并進行了現(xiàn)場工業(yè)爐試驗測試,數(shù)值模擬計算方法得到的結(jié)果和試驗測試結(jié)果吻合很好,證實了該數(shù)值模擬計算方法的可靠性和優(yōu)越性;利用上述方法對新型多噴嘴入口水煤漿氣化爐進行了熱態(tài)水煤漿氣化過程的數(shù)值模擬,確定了不同氧煤比、煤漿濃度、氣化壓力、爐側(cè)噴嘴入口角以及各噴嘴不同煤漿量和氧氣量的配比對氣化過程和出口煤氣成分的影響

5、規(guī)律,得到了不同影響因素下氣化爐內(nèi)的溫度分布、速度分布、壓力分布、CO、CO<,2>、H<,2>、H<,2>O、CH<,4>、O<,2>等的濃度分布規(guī)律,同時得到了出口煤氣組成,為今后氣化爐的設(shè)計和運行提供了理論依據(jù)和指導(dǎo),并且為氣化爐的開發(fā)設(shè)計和改造提供了一套完整的數(shù)值模擬計算方法;進一步運用該方法對焦水煤漿、油水煤漿在該氣化爐內(nèi)的氣化過程進行了數(shù)值模擬,為今后不同原料的氣化提供了理論依據(jù)和指導(dǎo),為不同原料氣化爐的開發(fā)和設(shè)計提供了一套