碎煤熔渣加压气化过程数值模拟分析

张利合, 白燕萍, 许德平, 张海永, 徐振刚, 王永刚

矿业科学学报 ›› 2024, Vol. 9 ›› Issue (05) : 797 -806.

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矿业科学学报 ›› 2024, Vol. 9 ›› Issue (05) : 797 -806. DOI: 10.19606/j.cnki.jmst.2024.05.014

碎煤熔渣加压气化过程数值模拟分析

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摘要

碎煤熔渣加压气化技术(British Gas-Lurgi, BGL)取缔了炉篦,干法排渣改液态排渣,气化性能显著改善。为揭示BGL煤气化本质结构特征,支撑企业气化装置性能再提升,论文采用数值模拟方法构建了热力学平衡模型、煤气化动力学模型和欧拉多相流模型,并验证了模型合理性。模拟研究表明:与鲁奇煤气化相比,气化平衡温度由795℃(鲁奇炉)提高到1 029℃,水蒸气分解率由32.66%提高到93.12%;床层最高温度由1 110℃提高至1 837℃,远高于煤灰流动温度1 210℃,提高了气化强度,保证了液态排渣;BGL煤气化反应在炉膛下部基本完成,仅有少量水蒸气参与变换反应,粗煤气中的CH4基本来自煤热解;气化炉床层腾涌波动,增强了传热传质;喷嘴射流冲击煤焦颗粒,形成向中心区延伸的椭球形燃烧回旋区,成为BGL煤气化的重要功能单元,实现一次布气,为气化层和熔渣池提供热量;熔渣池中液渣上下回旋流动,有利于降低熔渣残碳,保障顺畅排渣。

关键词

煤气化 / 碎煤熔渣 / 气化温度 / 燃烧回旋区 / 床层结构

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张利合, 白燕萍, 许德平, 张海永, 徐振刚, 王永刚. 碎煤熔渣加压气化过程数值模拟分析[J]. 矿业科学学报, 2024, 9(05): 797-806 DOI:10.19606/j.cnki.jmst.2024.05.014

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