气流床气化炉水激冷固态熔渣理化特性研究

为了研究水激冷相变后固态熔渣的理化特性规律,在气流床水冷壁气化炉热模实验平台上,以神府煤灰渣、柴油、氧气等作为实验介质,采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等方法对不同操作温度下不同粒度的熔渣形态、晶相进行表征及对比分析,并探讨液态熔渣遇水快速冷却时的形态转变机理。研究表明:随操作温度升高,熔渣孔隙率和晶体含量减少,无定形玻璃态物质增多。遇水激冷后熔渣的气孔及热应力变化造成多孔熔渣易发生断裂、破碎行为;粒度较大的熔渣易发生断裂、破碎行为。粒度较大的熔渣主要存在开放性孔,粒度较小的熔渣主要存在封闭性孔。     

水冷壁气化炉紧急停车渣层热应力分析

基于实验室小型水冷壁气流床气化炉,研究了两种油渣浆气化后在炉内壁形成渣层的内部结构及组成。建立了气化炉水冷壁的三维传热和应力模型,对气化炉紧急停车时炉壁的热应力变化及其分布进行了模拟计算。计算结果表明：渣层中越靠近渣层表面,热应力的变化越大;靠近水冷管和渣钉处的渣层热应力变化相对较小;渣层表面温度变化相同时,孔隙率大的渣层产生的形变较大。     

水冷壁气化炉熔渣流动的实验研究

水冷壁气流床气化炉的核心思想是"以渣抗渣",因此对熔渣沉积形态与流动规律的研究尤为重要。文中在实验室小型水冷壁气化炉热模装置上,以神府煤气化灰渣、柴油和纯氧气为原料模拟气流床水冷壁气化实验,采用高温内窥镜并结合数字图像处理技术研究了熔渣的沉积、流动过程。实验结果表明:气化炉操作温度高于熔渣临界黏度温度时,渣层表面灰渣处于熔融状态;运动到壁面处的灰渣颗粒主要被熔融渣层吸收;熔渣的流动速度和渣层表面温度有关系,渣层表面温度越高,熔渣流动速度越大。在实验条件下,熔渣层表面速度约为0.002 6—0.003 m/s。     

干煤粉气流床气化炉反应室水冷壁温度场分析

采用三维有限元稳态温度场分析方法,对干煤粉气流床气化炉反应室水冷壁温度进行分析,重点考察了销钉长度、销钉直径、销钉间距、耐火材料厚度、耐火材料热传导系数、水冷壁管内换热系数对温度的影响,为气化炉反应室水冷壁结构设计提供参考.     

煤炭气化气流床气化炉的数学模拟

简要介绍了煤炭气流床气化的原理,总结了到目前为止煤炭气化气流床气化炉数学模拟情况,包括简单平衡模型和动力学模型（一维或多维）,给出了这些数学模型模拟的主要内容（对气化过程流化力学、热力学、化学反应和质量、能量及动量平衡考虑情况）和模型的主要结论,以及典型气流床气化炉的模拟煤气组成和煤炭转化率数值与实验值或实际操作值的比较情况,结果显示主要组分模拟误差较小。     

气流床气化炉操作温度的探讨

通过探讨气化炉操作温度的影响因素,建议依据气化炉型、煤质、目标产物煤气组成等主要因素,建立气流床气化炉操作温度评价模型,为气化炉运行提供直接的适宜的操作温度,旨在延长气化炉的运行周期和使用寿命,提高气化装置运行的经济性。     

水冷壁气化炉熔渣表面形态的几何特性

在小型气流床气化炉中进行了水冷壁结渣实验,研究了不同温度下炉内熔渣的表面形态,并进行了定量分析。本文提出了当量温度T的概念,T等于熔渣温度与灰熔点的比值。利用图像分析软件ImageJ测得熔渣表面粗糙度,当量温度小于1时,粗糙度较高;当量温度大于1时,粗糙度较低。用“小岛法”求得了熔渣表面的分形维数,并得到了当量温度与分维数之间的关系。     

气流床气化炉炉体三维传热模型研究

从通用三维传热模型出发,研究了气流床气化炉炉体的三维传热模型,应用有限差分法进行了求解,以德士古气体炉炉体为具体实例,研究了炉内温度、环境温度、耐火砖的导热系数变化对气化炉炉壁温度造成的影响。结果表明,该方法可以有效地计算出气化炉炉体上任意一点的温度,为气化炉的设计、运行,维护提供理论依据。     

水冷壁气化炉变工况温度及热应力分析

在实验室小型水冷壁气化炉上进行变工况气化试验,建立气化炉水冷壁的二维传热和应力模型,对气化炉变工况时水冷壁及渣层中的温度及应力变化进行了模拟计算。模拟结果表明：水冷壁及渣层中的周向应力及径向应力均随温度的升高而增大,而周向应力在数值上相对较大。在渣层 碳化硅层接触面上,随指定点与水冷管及渣钉的距离逐渐增大,等效应力迅速增大后趋于稳定;不同材料中的等效应力差异显著。     

气流床气化炉托砖架温度分布研究

托砖架用于支撑耐火砖的重要，高温会降低其强度，造成耐火砖塌陷的生产事故，所以温度分布研究至关重要，建立了通用三维传热模型，应用有限单元法，计算了不同结构和不同工况下托砖架的温度分布，结果表明：在托砖架上部增加20mm耐火纤维会较大幅度降低托砖架最高温度，在炉壳外部增加翅片也能降低托砖架最高温度，但幅度不大，如果既增加耐火纤维又增加翅片将会对托砖架起到良好的保护作用。     

气化炉炉体关键部位温度分布研究

从通用传热模型出发，研究了气化炉炉体的传热模型。应用有限单元法进行了求解，以德士古气化炉炉体为具体实例，计算了气化炉炉体关键部位的温度分布，结果表明，该方法可以有效的计算出气化炉炉体上任意一点的温度，以气化炉的设计。运行和维护提供理论依据。     

Shell粉煤气化炉堵渣机理初探

针对中国石化安庆分公司Shell粉煤气化炉运行中出现的堵渣问题,对刘二矿煤进行了工业分析,结果表明：刘二矿煤质波动大,煤灰在高温弱还原性气氛下,生成大量莫来石,致使灰熔点高,无法直接用于气化;添加石灰石助熔剂后,灰渣能达到气化炉液态排查要求,但其黏温曲线随温度区间平移变化趋势不明显;大量钙长石晶体的迅速生成,是导致气化炉间或发生堵渣的主要原因。     

粉煤气流床气化炉的数值模拟

应用Aspen Plus工业系统流程软件和Gibbs自由能最小化方法对粉煤气流床气化炉进行模拟.在设定粉煤气流床气化炉条件下,研究空气(O2占0.21,N2占0.79)与煤比和气化压力对有效气体(CO+H2)含量的影响.结果表明,在设定粉煤气流床气化炉温度为1 500 ℃和碳转化率为99%的条件下,当煤进料量为3 265.87 kg/h,空气与煤比为4∶1时,有效气体含量最大.同时,气化压力越大,有效气体含量越大.     

多喷嘴气化炉气体浓度及撞击火焰高度分析

基于多喷嘴对置热模实验平台,以柴油为模拟介质,对其气化过程进行了实验研究.采用水冷取样管,对气化炉喷嘴平面及轴线上方进行气体取样,经气体净化系统,由质谱仪实时在线分析.结果表明,喷嘴平面内,距中心5 cm处,CO,CO2和H2浓度开始发生较大变化,即为火焰撞击区域,且该区域同由火焰图象拍摄结果一致;气化炉中心轴线方向,气体浓度曲线在距离中心29 cm处出现拐点,表明气化火焰高度与炉内径之比约为1.0.     

运用Gibbs自由能最小化方法模拟气流床煤气化炉

基于 Aspen Plus工业系统流程模拟软件 ,运用 Gibbs自由能最小化方法建立了气流床煤气化炉的模型 .研究了气化炉的主要操作参数 (即水煤浆浓度、氧煤比、碳转化率和气化温度 )对气化结果的影响 .对模拟结果进行了分析 ,发现模型基本正确 ,可应用于一些反应机理复杂的气化工艺的化学和热力学平衡计算 .模拟结果表明 ,氧煤比和水煤浆浓度是影响气化炉出口煤气组成的主要因素 ,气化炉温度随着氧煤比的增加而增加 ,也随着水煤浆浓度的增加而增加 .结果还表明 ,氧煤比对气化结果的影响比水煤浆浓度的影响更为显著     

壳牌粉煤气化炉渣屏结渣原因探讨

介绍SCGP气化炉渣屏结构和功能。描述了渣屏结渣问题,从渣屏结构、热传递和煤质等方面分析渣屏结渣的机理,讨论了防止渣屏结渣的措施。     

气化炉炉壁温度监测与改进措施

介绍德士古气化炉炉壁温度测量系统的工作原理和调校方法、炉壁温度测量系统改造前后的应用实例、校准方法,并提出进一步改进的设想。     

Shell粉煤气化炉堵渣问题探讨

通过剖析Shell粉煤气化炉渣系统的设备构造以及排渣顺序控制的运行过程,分析气化炉堵渣原因．并探讨相应的解决途径。     

粉煤水冷壁气化炉点火成功率探讨

介绍粉煤水冷壁气化炉在中试研发过程中点火系统出现的一些问题,初期点火成功率较低,从工艺、检测方式等方面进行改造后效果明显,点火成功率大大提高。     

壳牌气化炉捞渣机技术改造小结

气化装置捞渣机设备在运行过程中经常出现堵渣、漂链、回程段积渣严重、机头回程链卡涩频繁等现象,造成捞渣机多次故障跳车.对捞渣机进行技术改造,避免捞渣机故障跳车,延长捞渣机主要部件刮板、导轮的使用寿命.