山东兖矿集团有限公司(水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心)与华东理工大学在消化、吸收德士古水煤浆气化技术的基础上,成功开发出具有自主知识产权的新型多喷嘴对置式水煤浆气化技术。
该技术是世界上最先进的气流床煤气化技术之一,将为我国化肥行业的技术改造、煤炭液化、整体煤气化联合循环发电(IGCC)、煤基多联产技术的发展提供龙头技术和关键技术,将大大推动我国煤化工技术的发展,推进相关产业的技术进步。
1 多喷嘴对置式气化炉简介
1.1 气化流场
在实验室以直径1000 mm的大型冷模对置气化炉有机玻璃模型对气化炉流场进行了探讨,发现其流场可划分为射流区、撞击区、撞击流股区(上、下2股)、回流区(共6个)、折返流区和管流区,如图1所示。
研究表明,撞击区是气化炉内物流间混合最为剧烈的区域,它从以下几方面强化了气化炉内的雾化与混合过程。
(1)撞击区内氧气与煤浆的相向运动产生剪切力,促使煤浆液滴进一步破碎,完善了雾化过程。
(2)4股射流经过撞击才形成撞击流股,其轴向速度衰减明显加快,炉内流体的停留时间分布得到改善,即“短路”现象受到抑制。
(3)撞击区内产生的颗粒振荡现象,使颗粒停留时间相对延长。
(4)撞击区内速度脉动剧烈,湍流强度最大,说明混合效果最好。
1.2 气化反应机理
水煤浆、氧进入气化室后,相继进行雾化、传热、蒸发、脱....