煤的氣化是潔凈煤技術(shù)(Clean Coal Technology)領(lǐng)域的主要研究方向之一,倍受各國(guó)學(xué)術(shù)界和工程界的重視。目前,已商業(yè)化的第2代煤氣化技術(shù)主要有:以Lurgi為代表的移動(dòng)床氣化法,以U-Gas為代表的流化床氣化法,以Texaco、Shell、Dow、Prenflo為代表的氣流床氣化法。
Shell公司開發(fā)煤氣化技術(shù)始于1972年,并在其位于阿姆斯特丹的研究開發(fā)中心建成了日處理6t煤的中試裝置;1978年,處理能力為150t/d煤的氣化裝置在德國(guó)漢堡建成運(yùn)轉(zhuǎn);1987年,處理能力為250t/d煤的氣化裝置在美國(guó)休斯頓建成運(yùn)轉(zhuǎn);1994年,處理能力為2000t/d煤,配套253MW聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠的氣化裝置在荷蘭Buggenum建成運(yùn)轉(zhuǎn)。國(guó)內(nèi)將引進(jìn)Shell粉煤氣化技術(shù)用于石腦油為原料的合成氨廠改造,采用Shell粉煤氣化技術(shù)的聯(lián)合循環(huán)發(fā)電示范裝置的建設(shè)也正在醞釀之中。因此,及時(shí)跟蹤、研究Shell粉煤氣化技術(shù)既是消化、吸收國(guó)外技術(shù)的需要,也是自主開發(fā)我國(guó)煤氣化技術(shù)的需要,有十分重要的意義。
1 過(guò)程分析
1.1 爐內(nèi)流體流動(dòng)特征
Shell粉煤氣化技術(shù)的核心是多噴嘴對(duì)置射流和水冷壁,氣化爐內(nèi)襯采用水冷壁,粒度小于100μm的粉煤用高壓N2輸送,與純氧和少量水蒸氣經(jīng)置于爐體下部的4個(gè)對(duì)置噴嘴射流進(jìn)入爐膛,在約1500℃下進(jìn)行部分氧化反應(yīng),爐渣以熔融態(tài)從爐底排出,高溫氣體(CO+H2>93%)在爐頂與回收熱量后的循環(huán)氣混合,降溫至約900℃后進(jìn)入廢熱鍋爐。
爐內(nèi)流體流動(dòng)特征是過(guò)程分析的基礎(chǔ)。用先進(jìn)的激光....