旋风气化炉的数值模拟及工程设计

发布时间：2021-08-22 02:46

　　煤气化技术是高效、清洁利用煤炭资源的重要途径和手段。近几年,经技术引进、技术转化、技术创新等几个阶段后,我国已自主开发气流床洁净煤气化技术达10余种,涵盖了水煤浆耐火砖气化技术、干煤粉水冷壁气化技术和水煤浆水冷壁气化技术等。上海锅炉厂有限公司一直致力于各种类型气化炉的研发和制造,先后生产制造了壳牌气化炉、德士古气化炉、多喷嘴气化炉、IGCC气化炉、东方炉等,积累了大量的工程经验,并在此基础上研究开发了新型干煤粉气化技术-旋风气化技术。借助数值模拟方法测算并不断调整旋风气化炉在高温高压下运行时炉内的参数特征,模拟旋风气化炉的流场、温度场、合成气浓度分布等相关信息,从而支持该型气化技术的工业化推广应用及技术的改进创新。本文通过旋风气化炉的数值模拟、结构设计、受力分析等三方面内容,详细介绍了旋风气化炉的开发研制过程,通过数值模拟不断优化气化室内多相流和温度场,控制气化环境;通过结构优化和水动力计算设计符合工艺要求的水冷壁内件;通过应力分析评定该型气化炉主要受压元件的强度指标。最后,总结出该气化技术相比较其他气化技术的主要特点,包括稳定性好、煤种适应性强、系统运转率高、安全性强、环境友好,环保... 

【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

气化反应模型

德士古气化炉诞生于上世纪 70 年国内，在中国技术人员不断的技术优化命短、排渣不畅、合成气净化率低等困国内得到了大量的推广应用[6]。德士古气化炉由气化室和激冷室两了一个进料喷嘴[7]。上部气化室提供气度在 1400℃左右，因气化炉的主要受压后强度会骤然下降，为保证受压壳体的砖组成的耐火层包裹，以隔绝大部分热火焰和高温颗粒长期的冲刷下很容易烧耐磨损。水煤浆在气化室内反应结束产室内，在激冷环喷射的激冷水的作用下系统的灰锁中，合成气经水洗后去除了室下部后再以气泡的形式上升，在上升进一步净化粗合成气，最终从合成气口

壳牌气化炉的劣势也比较明显：比如，因采用干煤粉进料，虽然不统，但取而代之的是干粉传送配料系统的投资；设备投资成本较高较低；产生的合成气参数与后续煤化工二段工业流程不匹配，需要来修正合成气参数；壳牌气化炉运营经验较少，工艺技术尚不成熟要改进的地方[15]。E-Gas 气化技术-Gas 气化技术开发于上世纪 70 年代，采用水煤浆进料的两段式热壁结构上与德士古气化炉最大的差异主要体现在两方面：一是下端二次从炉顶引出，炉内不设激冷室；二是第一段气化炉为卧式炉。E-Ga亮点在于二次进料两段式气化（见图 1.5 所示）：循环飞灰与水煤浆喷射入第一段气化炉中，进行 1400℃的高温气化反应，生成的粗合气化炉入口处与二次进料口喷射进入的水煤浆混合并进行热交换，反应，粗合成气的温度随之降低至 1050℃左右，从而保证粗合成气温度下进入后道烟气净化流程[16]。


本文编号：3356844