0 前言
作為煤炭資源大國,我們迫切需要形成自主知識產(chǎn)權(quán)、能與國際先進水平競爭的煤氣化技術(shù)。兗礦集團有限公司(水煤漿氣化及煤化工國家工程研究中心)與華東理工大學(xué)在消化、吸收德士古水煤漿氣化技術(shù)的基礎(chǔ)上,成功開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新型多噴嘴對置式水煤漿氣化技術(shù),該技術(shù)是世界上最先進的氣流床氣化技術(shù)之一。多噴嘴對置式水煤漿氣化技術(shù),將為化肥行業(yè)的技術(shù)改造、煤炭液化、整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電(IGCC)、煤基多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展提供龍頭技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù),將大大推動我國煤化工技術(shù)的發(fā)展,推進相關(guān)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進步。
1 多噴嘴對置式氣化爐簡介
1.1 氣化流場
在實驗室以直徑1000 mm的大型冷模對置氣化爐有機玻璃模型對氣化爐流場進行了探討。流場可劃分為:射流區(qū)、撞擊區(qū)、撞擊流股(上下2股)、回流區(qū)(共6個)、折返流區(qū)、管流區(qū),如圖1所示。
撞擊區(qū)是氣化爐內(nèi)物流間混合最為劇烈的區(qū)域。研究表明,它從以下幾方面強化了氣化爐內(nèi)的霧化與混合過程。
(1)撞擊區(qū)內(nèi)氧氣與煤漿的相向運動產(chǎn)生剪切力,促使煤漿液滴進一步破碎,完善了霧化過程;
(2)四股射流經(jīng)過撞擊才形成撞擊流股,其軸向速度衰減明顯頂快,爐內(nèi)流體的停留時間分布得到改善,即“短路”現(xiàn)象受到抑制;
(3)撞擊區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的顆粒振蕩現(xiàn)象,使顆粒停留時間相對延長:
(4)撞擊區(qū)內(nèi)速度脈動劇烈,湍流強度最大,說明混合效果最好。
1.2 氣化反應(yīng)機理
水煤漿、氧進入氣化室后,相繼進行霧化、傳熱、蒸發(fā)、脫揮....