气化炉废锅基于补气手段的防积灰结渣冷态模化机理研究

发布时间：2020-10-15 07:50

　　 煤气化技术是煤炭清洁高效转化的主要技术之一,是整体煤气化联合循环(IGCC)技术系统、煤基多联产系统等过程的基础。气流床气化技术具有高效、洁净、煤种适应范围广等特点,是当今煤气化发展的重要方向。气流床气化炉装置由气化炉、辐射废锅和对流废锅组成。气化炉工作时,煤气由气化炉喉管进入辐射废锅,并通过内层水冷壁和外层水冷壁进行换热。从气化炉进入辐射废锅的含灰高温气流具有一定动量,会卷吸辐射废锅入口附近周围气体,从而在废锅入口附近区域产生负压区(此处负压区指压力略低于粗煤气主气流区域压力的区域),在这个压力差的影响下,主气流发生偏转,使气流中携带的飞灰触及内水冷壁表面。若飞灰为熔融状态,气流偏转打在壁面会产生结渣;若飞灰已冷却,气流偏转打在壁面会产生积灰。针对此问题,本文通过在负压区补气的方法减小废锅内部的负压,减少气流偏转,从而改善废锅内壁积灰结渣现象。本文通过冷态模拟的方法,对不同补气量、不同补气方式对废锅积灰结渣的影响进行了研究。首先对冷态模化实验、负荷变化实验和改进实验进行了颗粒贴壁量测试。结果表明,补气的方法对减小负压、减轻气流偏转有积极效果,冷态模化实验最佳补气量为主气流流量的10%,达到最佳补气量后,补气量的再增加对减小负压效果影响不大;负载减小时,补气的方法效果更佳,而负载加大后,对废锅结渣影响较大,最佳补气量为16%,说明此方法适用于现有负荷和减小负荷的情况;当补气气流更均匀,即能更好地覆盖负压区域,补气对减小负压产生的效果将会明显变好,冷态模化实验最佳补气量变为3%;而补气孔径向位置对减小负压的影响区别不明显,实际应用中可根据实际设计要求进行补气。而后本文选取工况进行了气流速度流场测试,印证了上述结论。
【学位单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TK175
【部分图文】：

13511.2Mtoe（Million tonnes oil equivalent，百万吨油当量），其中煤、石油、天然气的消费量分别为3731.5Mtoe、4621.9Mtoe、3156.0Mtoe。1992年至2017年全球一次能源消费量的变化如图1.1所示，2017年全球一次能源消费量增长了2.2%，增速高于2016年的1.2%，为自2013年以来的最快增长。全球石油消费增长1.8%，续第三年超过十年平均增速(1.2% )，天然气消费增长了3%，是2010年以来的最快增速。煤炭消费上升了1%，是2013年以来的首次增长。图1.1 1992-2017年全球一次能源消费量图1.2显示了1965-2017年世界一次能源消费占比变化。在2017年

图1.2 1965-2017年世界一次能源消费占比根据国际能源署的预测[2]，在未来的二十年内，煤、石油、天然气这三种化石能源仍将是世界能源体系的主体。除此之外，BP发布的2018年世界能源展望也认为[3]，到2040年，化石能源将提供约60%的新增能源需求，且占供应总量将近 80%。图 1.3显示了BP对一次

浙江大学硕士学位论文 绪论3图1.3 世界一次能源占比预测随着我国经济的快速发展，对能源的消费量也逐年增加。据2018年BP世界能源统计年鉴的数据，中国仍然是世界上最大的能源消费国，且中国连续17年稳居全球能源增长榜首。在2017年，中国占全球能源消费量的23.2%和全球能源消费增长的33.6%。2017年，中国能源消费增长3.1%，虽然高于2016年的1.2%的增速, 但仍落后于过去十年的平均增速(4.4%)。而中国化石能源消费增长主要由天然气和石油引领。2017年，中国天然气消费增长15%，占全球天然气消费净增长的32.6%。中国石油消费增长3.9%
【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 荣用巧;高压废锅系统改造及其运行情况分析[J];大氮肥;1997年03期

2 阮怀忠;凌必道;;耐热混凝土在废锅管板上的使用[J];小氮肥设计技术;1988年02期

3 韩喜民;原中秋;赵冬兴;裴东清;;内置废锅水冷壁晋华炉运行总结[J];氮肥与合成气;2017年07期

4 王军;;德士古废锅气化炉稳定运行分析[J];石油化工应用;2009年04期

5 秦胜林;;废锅泵频繁跳车的原因及改造措施[J];电工技术;2009年09期

6 刘军;几种造气废锅的比较[J];小氮肥;1996年04期

7 郑珊珊，陈立魁;伍德型合成废锅的使用及改进[J];大氮肥;1995年03期

8 王蕾;龚岩;郭庆华;李贤斌;于广锁;;鳍片对辐射废锅多相流动及颗粒沉积特性影响[J];化学工程;2017年01期

9 于广锁;倪建军;郭庆华;李贤斌;梁钦锋;;辐射废锅内气固两相流场的冷态测试与数值模拟[J];高校化学工程学报;2012年01期

10 倪建军;梁钦锋;周志杰;张玉柱;于广锁;;气化炉辐射废锅内多相流场和温度场的数值模拟[J];中国电机工程学报;2010年05期

相关博士学位论文 前1条

1 倪建军;气流床气化炉及其辐射废锅内的多相流动、传热与熔渣行为研究[D];华东理工大学;2011年

相关硕士学位论文 前5条

1 王春;德士古气化炉废锅流程辐射废锅结渣的研究与改造[D];西安科技大学;2017年

2 沃嘉;气化炉废锅基于补气手段的防积灰结渣冷态模化机理研究[D];浙江大学;2019年

3 徐广伟;德士古水煤浆加压气化废锅流程技术运行与改进[D];华东理工大学;2016年

4 陈翠柳;IGCC火管式废热锅炉流场特性数值模拟分析[D];天华化工机械及自动化研究设计院有限公司;2015年

5 张利军;德士古水煤浆废锅流程能耗模拟及工艺优化[D];华东理工大学;2015年

本文编号：2841903