新型(多喷嘴对置式)水煤浆气化炉

在对水煤浆气化过程深入研究与分析基础上,成功开发了新型（多喷嘴对置式）水煤浆气化炉。本文介绍了有关新型气化炉的实验研究结果,如气化炉内流场结构;给出了新型气化炉的中试考核数据,并将其与引进技术进行了比较,显示出新型气化炉的技术优势。     

多喷嘴对置式水煤浆气化技术的应用及优势

介绍了华东理工大学和兖矿集团合作开发的具有完全自主知识产权、国际首创的多喷嘴对置式水煤浆气化技术工程应用及其优势,同时对其关键工艺指标与Texaco水煤浆气化技术进行了对照比较。     

多喷嘴对置式气化炉撞击火焰三维温度场

基于多喷嘴对置式气化炉热态试验装置,以光学分层成像和Planck辐射定律为理论基础,建立了一种采用单套面阵CCD相机测量气化炉内三维温度场的方法.火焰监测系统安装在气化炉顶部以采集火焰图像,热电偶以及另一只相机与内窥镜组合以验证计算得到的温度场.结果表明,气化炉内整体温度维持在1,300,K左右,撞击火焰在喷嘴平面上下200,mm内形成1,950～2,150,K的高温区;该算法能够很好地还原炉内火焰的内部结构,较为准确地反映气化炉三维空间内各区域的温度分布.     

喷嘴位置对新型水煤浆气化炉内流场的影响

为了考察气化炉炉侧喷嘴入射角对炉内流场分布、压力分布和颗粒浓度分布的影响，对一种600kg／h的新型水煤浆气化炉炉内三维流场进行了冷态数值模拟。结果表明，喷嘴距气化炉顶部0．9m时，气化炉炉内流场分布最合理，压力分布和颗粒浓度分布最均匀。分析结果为气化炉的设计和运行提供了参考。     

喷嘴入射角对新型气化炉冷态流场影响的试验研究

在新型水煤浆气化炉冷模试验台上进行了大量的实验研究,分析了气化炉喷嘴入射角对炉内流场分布的影响.结果表明:当喷嘴入射角为45°时,气化炉炉内流场分布最合理.     

两段式水煤浆气化炉气化参数对IGCC系统性能的影响

采用Thermo Flex软件建立了基于两段式水煤浆气化技术的200MW级IGCC系统模型,研究了气化温度、水煤浆浓度、气化压力、氧气纯度等气化参数对系统性能的影响.结果表明：提高反应温度和气化压力,系统的供电效率和发电效率降低;氧气纯度增加,供电效率上升;在相同气化温度（或气化压力、氧气纯度）的情况下,提高二段给煤比γsc,系统性能可以得到有效改善;当水煤浆浓度变化时,氧煤质量比随γsc改变进行调整才能达到设计值碳转化率的要求.     

基于EDC模型的SG-旋风水煤浆气化炉数值模拟研究

利用数值模拟方法研究SG-旋风水煤浆气化炉的运行状态及结构参数对其影响,以3 000 t/d级气化炉为对象建立三维模型,采用Realizable k-ε模型模拟湍流扩散,随机轨道模型考察离散相运动,P1辐射模型考虑散射、辐射以及气体与颗粒间辐射换热的影响,双竞争速率模型模拟挥发分的析出,多表面燃烧模型和涡耗散概念(ED...     

多喷嘴撞击火焰高度及频率特性

基于多喷嘴对置式水煤浆气化试验平台,利用高温内窥镜配合使用高速相机,结合火焰图像处理技术,研究了多喷嘴对置式气化炉内水煤浆撞击火焰高度及其脉动频率特征,选用的图像处理方法可实现撞击火焰高度区域图像的有效分割.结果表明,撞击火焰的平均火焰高度和最大火焰高度均随氧碳比的增大不断上升,且撞击火焰稳定性增强.撞击火焰特征频率随着氧碳比的升高而降低,主要频率特征峰的幅值降低,脉动特征频率在1～3Hz处趋于稳定.在水煤浆操作的典型氧碳比条件下,撞击火焰将不会直接冲蚀到拱顶耐火砖.     

水煤浆气化喷嘴温度场和热应力分布的数值模拟及分析

采用数值模拟的方法,对水煤浆气化炉内热态温度场及喷嘴头部温度分布进行了分析,结果表明:增加冷却水流量和加大冷却水旋流强度可以有效降低喷嘴头部温度.同时,利用有限元分析法对喷嘴头部进行了热应力耦合计算,分析了其热应力变化特性,结果表明:喷嘴圆角处热应力比较集中,采用冷却水旋流流动后,该处温度降低,热应力集中的现象得到缓解,可提高喷嘴的使用寿命.     

新型煤矸石多联供U-Gas气化炉的技术特性

国内的煤矸石处理技术已呈现多元化的发展趋势,然而部分热值较高的煤矸石目前还只是停留在焚烧产能上,但由于其具有的高硫、高灰的特点,焚烧过程中的污染现象不可避免。美国SES公司适时推出了煤矸石多联供气化技术,利用新型的U-Gas气化炉,通过煤矸石的气化,在提供化工原料的同时,供应电力和蒸汽,特别适合在原煤产地建设煤化工项目,并达到改善环境状况的目的。     

水煤浆成套燃烧技术在陶瓷辊道窑上的应用

通过对国内首次在陶瓷辊道窑上应用水煤浆成套技术的工业试验介绍,分别就燃烧应用系统中的各部分进行了详细地分析。试验结果表明：陶瓷辊道窑上能很成功地应用该水煤浆燃烧技术,配备相应辅助技术后,能大幅度降低能源消耗,改善操作环境,从根本上解决陶瓷辊道窑的污染问题。该成套技术的推广应用对企业具有很好的经济效益和环保效益。     

水煤浆在活性土回转干燥窑上的应用

我国水煤浆系统技术首次推广到东南亚,并成功在活性土干燥窑上进行了工业应用试验.试验结果表明：水煤浆燃烧完全可以满足活性土回转干燥窑的工艺要求,并且还能获得大幅度提高生产率和节能的效果.该系统技术的推广应用对企业具有良好的经济效益和环保效益.     

燃水煤浆导热油炉的结构设计

介绍了水煤浆的燃烧技术,分析了燃水煤浆导热油炉的结构形式和循环供热系统,探讨了水煤浆燃烧器和水煤浆喷嘴的结构设计。     

竖直弯管内水煤浆局部阻力特性的研究

在中试试验台上对水煤浆流经竖直弯管的局部阻力特性进行了研究,分析了水煤浆在竖直弯管内流动的最佳弯径比,并利用多种阻力特性分析方法对试验结果进行了处理.结果表明:水煤浆流经竖直弯管时存在最佳弯径比;竖直弯管内的流动有效长度和摩擦阻力损失比存在较明显的变化趋势,且受弯径比影响较大;利用经验公式对竖直弯管内的局部阻力损失系数与雷诺数的关系进行拟合,尽管存在弯径比的影响,但拟合误差较小,能满足工程实际应用;将De改进为De′,对摩擦阻力损失与De′的关系进行拟合,可以很好地消除弯径比的影响,得出拟合误差更小、能更好地指导工程实际应用的经验公式.     

不同升温速率下水煤浆的热解特性分析

采用日本岛津(SSHIMADZU)公司生产的DTG-60H型热重-差热分析仪研究了胜利制浆厂水煤浆在不同升温速率下的热解特性,所采用的升温速率为20℃/min、30℃/min和50℃/min,气体为99.999%的N2,吹扫气体流量为100 ml/min.水煤浆的颗粒粒度分布用德国SYMPA公司SUCELLGL型激光粒度分析仪用湿式方法测得.根据实验数据计算了不同升温速率下水煤浆的热解动力学参数,分析了水煤浆热解特性.结果表明:随着升温速率的增大,水煤浆热解的失重份额和活化能增大,热解特性趋好,放热更集中.     

水煤浆快速热解特性及影响因素研究

为研究水煤浆（CWS）的快速热解特性,利用高频加热炉,以神木煤作为CWS制作原料,开展快速热解实验,并与慢速热解实验结果作对比,分析了热解气的释放规律（产率、组分及比例等）及热解特性与反应温度、加热速率、停留时间之间的关系。结果表明：热解气以H2、CO、CH4和CO2成分为主;在高于1 000 ℃和较长的反应时间下进行快速热解,有利于生成高体积分数和高产率的还原性气体;快速热解条件下,随着温度的升高,H2和CO的产率持续增加（H2的产率增加了约0.45 L/g, CO的产率增加了约0.14 L/g）,而CH4的产率先上升后下降（在900 ℃时产率最高为0.12 L/g）,CO2产率在低温段有些许上升之后几乎没有明显变化（只增加了约0.03 L/g）;快速热解条件下,H2和CO的相对体积分数随着温度的升高而持续增加（分别增加了约45%和5%）,CH4和CO2的体积分数则随温度的升高而下降（CH4下降约35%,较为剧烈,而CO2则下降了约10%~20%）;在慢速热解时,H2,CO2和CH4的产率会随着最终温度的增加,呈先上升后下降的趋势（最高点在约1 100 ℃）,CO产率则呈上升趋势;慢速热解阶段H2和CO2的相对体积分数随着温度的增加略有变化（CH4则下降了3%）, CO增加约5%。     

对Texaco气化工艺的认识及炉温度的控制

Texaco水煤浆加压气化技术是目前工业化运行较好的第二代煤气化技术。由于在同样的工程条件下所表现出的工艺结果复杂多样,为此通过对气化炉中所发生的化学反应、流体力学分布和温度场以及传热过程进行分析,加深对水煤浆加压气化工艺的认识。气化炉温度的控制是工艺操作的关键,控制的原则是控制灰渣黏度达到25～40Pa·s,而实质是控制氧碳原子比。根据企业操作数据分析,气化炉温度的控制参数为：进料的O/C比一般应控制在0.9～0.95之间;气化炉压差应控制在0.05～0.06MPa;CH4含量控制在0.0008～0.001（体积分率）,CO2控制在18%～20%（体积分数）;6mm左右理想尺寸的渣应占20%～30%（质量分数）,且为圆形玻璃体;破渣机的压力指示值为2%～3%。在这些条件下,可达到合适的气化炉温度,获得高的有效气产率,并保证稳定运行。     

水煤浆燃烧飞灰含碳量的影响因素及控制

水煤浆是一种很有市场潜力的清洁燃料,控制飞灰含碳量是非常重要的。本文通过对茂名热电厂25℃炉燃烧水煤浆试验,针对飞灰含碳量大小影响因素进行分析,具体从水煤浆燃料的浓度、雾化状况、燃料特性、燃烧方式、锅炉负荷、空气过量系数等方面进行分析。