兖矿集团有限公司与华东理工大学在煤气化、多联产关键技术的研究中,成功开发出具有自主知识产权的新型多喷嘴对置式水煤浆气化技术,打破了国外跨国公司对水煤浆气化技术的垄断,为我国能源和煤化工市场提供了新的具有自主知识产权的技术。本文主要从工业化应用方面阐述了新型多喷嘴对置式水煤浆气化技术。
1 多喷嘴对置式气化炉简介
1.1 气化流场
在实验室以φ1 000 mm×4 000 mm的大型冷模对置气化炉有机玻璃模型对气化炉流场进行了探讨。研究结果表明流场可划分为:射流区、撞击区、撞击流股区(上下2股)、回流区(共6个)、折返流区和管流区,撞击区是气化炉内物流间混合最为剧烈的区域。如图1所示。
1.2 气化反应机理
水煤浆、氧进入气化室后,相继进行雾化、传热、蒸发、脱挥发分、燃烧、气化等6个物理和化学过程,前5个过程速度较快,而气化反应除在上述前5个区中发生外,主要在管流区中进行。
煤浆颗粒在气化炉内的气化过程经历了以下步骤:颗粒的湍流弥散、颗粒的振荡运动、颗粒的对流加热、颗粒的辐射加热、煤浆蒸发与颗粒中挥发分的析出、挥发产物的气相反应、煤焦的多相反应、灰渣的形成等。
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