工業(yè)運(yùn)行GSP氣化爐數(shù)值模擬研究*
作者/來(lái)源：馬銀劍，匡建平，井云環(huán)，羅春桃(神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)煤炭化學(xué)工業(yè)分公司 寧夏靈武 750411) 日期： 2015-06-18 點(diǎn)擊率：1919
摘要 對(duì)GSP氣化爐內(nèi)多相反應(yīng)流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬研究。計(jì)算結(jié)果表明：氣化爐內(nèi)為旋射流流場(chǎng)，顆粒沿著螺旋下降的跡線運(yùn)行；爐內(nèi)高溫火焰區(qū)主要集中在氣化爐中軸線上，從上至下，整體溫度先升高后降低；火焰區(qū)域內(nèi)CO和H2體積分?jǐn)?shù)較低，而CO2和H2O體積分?jǐn)?shù)相對(duì)較高。
關(guān)鍵詞 GSP氣化爐 多相反應(yīng)流場(chǎng) 數(shù)值模擬
神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)于2005年引進(jìn)5臺(tái)日投煤量2 000t的GSP干粉煤氣化爐，為年產(chǎn)500 kt煤基烯烴項(xiàng)目提供原料氣[1]。該項(xiàng)目于2008年開(kāi)工建設(shè)，2010年9月機(jī)械竣工，2010年底5臺(tái)氣化爐全部投料試車成功，經(jīng)歷4個(gè)階段的技術(shù)改造及優(yōu)化，于2013年7月實(shí)現(xiàn)氣化爐4開(kāi)1備長(zhǎng)周期滿負(fù)荷運(yùn)行。本文主要針對(duì)GSP干粉煤氣化爐流場(chǎng)特性進(jìn)行CFD數(shù)值模擬計(jì)算，對(duì)氣化反應(yīng)狀況進(jìn)行數(shù)值模擬分析，以期形成氣化爐設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，推動(dòng)我國(guó)煤氣化技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展。
1 氣化爐概況
GSP氣化爐結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。
氣化爐主體主要由噴嘴、氣化室、水冷壁、激冷室等部分組成[2]。給料容器的粉煤通過(guò)3根粉煤管道輸送至GSP氣化爐的主燒嘴，管道的尾端以切線的形式環(huán)繞在氧氣管道外，以確保粉煤噴出后形成的煙霧統(tǒng)一分布[3]。中壓蒸汽和來(lái)自空分裝置的高壓氧氣在主燒嘴的氧氣管線內(nèi)混合之后，送至主燒嘴的出口，在氣化爐上部的氣化室(反應(yīng)溫度1 450～1 650℃，壓力4．1 MPa)進(jìn)行部分氧化反應(yīng)，產(chǎn)生富含H2和C....
