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

1、水煤漿氣化技術(shù)在近年來(lái)一直受到國(guó)際社會(huì)和我國(guó)的高度重視,我國(guó)在"六五"、"七五"、"八五"、"九五"科技攻關(guān)項(xiàng)目中一直將水煤漿技術(shù)列在其中.水煤漿技術(shù)在我國(guó)也得到了空前的發(fā)展,并取得了可喜的成績(jī).然而,與國(guó)際社會(huì)相比,我國(guó)的水煤漿氣化技術(shù)還存在許多問(wèn)題,在噴嘴的設(shè)計(jì)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(jì)算軟件的開(kāi)發(fā)、高溫爐襯耐火磚的制造、PDP軟件包的設(shè)計(jì)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(zhuān)利的限制,在引進(jìn)時(shí)都要向其支付昂貴的技術(shù)專(zhuān)利費(fèi),因此開(kāi)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(kāi)Texaco技術(shù)專(zhuān)利的限制,是解決這個(gè)問(wèn)題的良好途徑.本文即在目前我國(guó)水煤漿氣化技術(shù)存在的上述問(wèn)題下開(kāi)展了部分研究工作.利用實(shí)驗(yàn)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(diǎn),開(kāi)發(fā)了三通道多級(jí)內(nèi)混撞擊式水煤漿氣化噴嘴,并進(jìn)行了大量的試驗(yàn),對(duì)噴嘴內(nèi)各部件結(jié)構(gòu)尺寸對(duì)霧化的影響展開(kāi)了研究,通過(guò)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(duì)霧化的影響規(guī)律;在導(dǎo)師的指導(dǎo)和幫助下開(kāi)發(fā)了新型多入口水煤漿氣化爐,并利用數(shù)值模擬計(jì)算方法對(duì)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(duì)氣化爐內(nèi)流暢分布的影響進(jìn)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(chǎng)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(shí)對(duì)上述因素對(duì)氣化爐內(nèi)流場(chǎng)分布、顆粒濃度分布、壓力分布等進(jìn)行了冷態(tài)試驗(yàn)研究,得到的結(jié)果

4、與數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果吻合良好,確定了數(shù)值模擬計(jì)算代替試驗(yàn)研究的可行性;利用數(shù)值模擬計(jì)算方法對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)爐氣化過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬計(jì)算,并進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)爐試驗(yàn)測(cè)試,數(shù)值模擬計(jì)算方法得到的結(jié)果和試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果吻合很好,證實(shí)了該數(shù)值模擬計(jì)算方法的可靠性和優(yōu)越性;利用上述方法對(duì)新型多噴嘴入口水煤漿氣化爐進(jìn)行了熱態(tài)水煤漿氣化過(guò)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(duì)氣化過(guò)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(shí)得到了出口煤氣組成,為今后氣化爐的設(shè)計(jì)和運(yùn)行提供了理論依據(jù)和指導(dǎo),并且為氣化爐的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)和改造提供了一套完整的數(shù)值模擬計(jì)算方法;進(jìn)一步運(yùn)用該方法對(duì)焦水煤漿、油水煤漿在該氣化爐內(nèi)的氣化過(guò)程進(jìn)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(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)提供了一套