水煤漿氣化爐的形式和新型氣化爐的開發(fā)
作者/來源：于海龍,劉建忠,張桂芳,岑可法 日期： 2010-01-04 點擊率：1481
摘 要 對目前世界上 3種主要的氣化爐——德士古( Te x a c o ) 水煤漿氣化爐、 道( D o w) 水煤漿氣化爐和多噴嘴對置式水煤漿氣化爐， 從工藝流程到氣化爐內(nèi)流場結(jié)構(gòu)都進(jìn)行了比較說明， 同時分析了各種氣化爐的優(yōu)缺點， 在此基礎(chǔ)上， 結(jié)合各種氣化爐的優(yōu)點， 自行開發(fā)設(shè)計 了一種新型水煤漿氣化爐． 后期的冷態(tài)和熱態(tài)數(shù)值模擬計算以及實驗測試結(jié)果表明， 誼氣化爐具有流場分布合理、 顆粒平均停留時間長、 出口粗煤氣有效氣成分高等優(yōu)點．
關(guān)鍵詞 水煤漿， 氣化爐， 流場結(jié)構(gòu)
1 水煤漿氣化爐的型式
目前， 水煤漿氣化爐型式主要有 Te x a c o氣化爐、 道水煤漿氣化爐和多噴嘴對置式水煤漿氣化爐． 這幾種氣化爐各有特點， 同時也存在一些不足之處． 為了更好地了解它們的特性， 現(xiàn)將這幾種氣化爐簡單介紹如下．
1．1 T e x a c o I 德士古) 水煤漿氣化爐
Te x a c o水煤漿氣化爐采用爐頂單噴的進(jìn)料形式， 粗煤氣和熔融的液渣從排渣口排出． 氣化爐內(nèi)流體的流動屬受限射流， 按照流體力學(xué)過程分析， 可將氣化爐內(nèi)的流動分成 3個區(qū)： 射流區(qū)、 管流區(qū)和回流區(qū)， 其流場分布見圖 1 ．
從噴嘴噴出形成的射流具有一定的卷吸攜帶能力， 將其周圍的高溫流體卷吸進(jìn)射流場并與之相混合， 射流中心速度沿氣化爐軸線衰減， 形成的射流同時沿徑向發(fā)展并最終與氣化爐內(nèi)壁相交， 形成射流區(qū)； 射流區(qū)的下游到氣化爐反應(yīng)室出口為流速相對較低的管流區(qū)； 由射流產(chǎn)生的負(fù)壓力梯度在射流場與爐壁之間形成一反向運動的區(qū)域為回流區(qū)． 各區(qū)的相對大小與噴嘴射流速度密切相關(guān)， 而回流區(qū)的大小除與射流速度有關(guān)外， 還與爐膛直徑和噴嘴直徑之比、 霧化角的大小有關(guān)． 氣化爐內(nèi)各區(qū)中所進(jìn)行的反應(yīng)過程不盡相同， 溫度分布與各區(qū)中進(jìn)行的反應(yīng)密切相關(guān)．
按照化學(xué)反應(yīng)特征， 可以將氣化反應(yīng)分為燃燒反應(yīng)與二次反應(yīng)， 燃燒反應(yīng)主要發(fā)生在射流區(qū)， 二次反應(yīng)主要發(fā)生在管流區(qū)和回流區(qū)． 借此可以將氣化爐內(nèi)的流場按化學(xué)反應(yīng)特征分成燃燒區(qū)、 二次反應(yīng)區(qū)和回流反應(yīng)區(qū)． 在燃燒區(qū)中進(jìn)行的主要是燃燒反應(yīng)， 其各化學(xué)反應(yīng)均為放熱反應(yīng)， 因....
