氧煤比与蒸汽煤比对粉煤气化炉影响的数值模拟分析

摘要

氧煤比与蒸汽煤对粉煤气化炉来说是重要的设计参数，其值将直接影响炉内操作温度和粗煤气中的气体成分，进而影响膜式水冷壁面的热负荷和主要操作指标碳转化率和冷煤气效率等，对气化炉的安全性与经济性均有极大的影响。本文对大型加压粉煤气化炉进行了全三维的数值模拟。模型充分考虑了煤的热解，挥发份和焦的燃烧与气化反应动力学，流体动力学和辐射换热学。气固两相间的耦合流动通过欧拉-拉格朗日方法求解。模拟结果显示，该气化炉出口处温度接近1900K，有效气体（CO+H2）含量多达92%，碳的转化率高达99%，冷煤气效率超过了82%。通过此模型，本文主要分析了氧煤比与蒸汽煤比对气化炉出口煤气成分，碳转化率，冷煤气效率及炉内壁面热负荷的影响。