单喷嘴水煤浆气化炉高径比对反应流动的影响.pdf

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1、第44卷第4期2016年4月化学工程CHEMICALENGINEERING(CHINA)V01．44No．4Apr．2016单喷嘴水煤浆气化炉高径比对反应流动的影响许建良，赵辉，代正华，刘海峰，王辅臣(华东理工大学煤气化及能源化工教育部重点实验室，上海200237)摘要：建立了综合数学模型对某化工厂单喷嘴水煤浆气化炉内多相湍流反应流动过程进行数值模拟，分析了气化炉直段高径比对气化炉内反应流动的影响。由结果可知：现有气化炉高径比较短，炉内存在射流区和回流区，回流区一直延伸到气化炉底部；当直段高径比大于2．3时，出现

2、平推流区；除射流火焰区外，从上到下炉内温度及CO：和H：O体积分数先升高后降低，而CO和H：体积分数先降低后升高。直段高径比增大，平推流区体积分率增大，出气化炉有效气含量、碳转化率和有效气产率都增大，单位有效气氧耗减小；当直段高径比大于4．3时，以上气化炉性能数据趋于稳定值。高径比增大，有利于提高飞灰颗粒停留时间和壁面熔渣反应时间，提高气化炉效率。关键词：单喷嘴；水煤浆；气化；数值模拟中图分类号：TQ171．6；0358文献标识码：A文章编号：1005-9954(2016)04-0068-06DOI：10．396

3、9／j．issn．1005-9954．2016．04．015Influencesofheight-diameterratioonmultiphasereactionflowofsingle-burnercoalwaterslurrygasifierXUJian-liang，ZHAOHIli，DAIZheng-hua，LIUHai-feng，WANGFu-chen(KeyLaboratoryofCoalGasificationandEnergyChemicalofMinistryofEducation．EastCh

4、inaUniversityofScienceandTechnology，Shanghai200237，China)Abstract：Acomprehensivenumericalmodelwasdevelopedforsimulationofthemuhiphasereactionflowprocessinasingle-burnergasifier，andtheinfluencesofthegasifierheight·diameterratio(H／D)onmuhiphasereactionflowwerei

5、nvestigated．Theresultsshowthattheflowfieldofthesingle—burnergasifieriscomposedofjetregionandrefluxregion，andtheendoftherefluxregionislocatedatthebottomofthegasifier．Theplug—flowregionOCCUrswhenH／Dishigherthan2．3．Exceptthejetflameregion，thegastemperatureandthe

6、volumefractionofC02andH2Oincreasefistandthendecreasealongtheheightofgasifier，however，thevolumefractionofCOandH2decreasesfirstandthenincreases．Thevolumefractionoftheplugflowregion．thevolumefractionoftheeffectivegas，carbonconversionratioandeffectivegasyieldincr

7、easewiththeincreasingH／D，buttheoxygenconsumptionofpercubemetereffectivegasdecreases．WhentheH／Dishigherthan4．3，alltheabovegasfierperformanceparameterstendtostable．TheincreasingoftheH／Disbeneficialtoincreasetheflyashparticleresidencetimeandthereactiontimeofslag

8、particleadheredinthegasifierwall，thustheefficiencyofgasifierperformanceisenhanced．Keywords：single-burner；coalwaterslurry；gasification；numericalsimulation单喷嘴水煤浆气化技术是国内运行最早、应用轴线上，导致部分物料没有在炉