载气对两段式干煤粉加压气化炉气化特性的影响

作者：樊强; 刘银河; 李广宇; 车得福

来源：化工进展, 2017, 36(01): 136-145.

DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2017.01.018

• 气化
• 模拟
• 煤燃烧
• 载气
• 两段式气化炉

相比于N2,CO2作为气化炉煤粉载气会降低合成气中N2的含量而有利于后续CO2捕集,但O2在CO2中较小的扩散系数会影响焦炭的反应特性,进而影响气化炉运行结果。为此,考虑到气化炉中较高的CO含量及其对煤气化反应的抑制作用,将Langmuir-Hinshelwood动力学模型与缩核模型相结合,提出一个改进的焦炭反应模型,并对两段式干煤粉气化炉内的流场、温度场和组分浓度场进行了模拟分析,结果与实炉实测数据一致。在此基础上,模拟分析了气化炉在不同煤粉载气(N2、CO2)、两种二段给煤量下的气化特性。结果表明,煤粉载气由N2改为CO2后,由于O2在CO2中较低的扩散速率,一段气化室喷嘴区域气体温度和碳转化率降低,该区域CO2增多对焦炭-CO2反应的促进作用对提高碳转化率的影响较小;在一段气化室喷嘴区域之上,O2浓度较低导致O2扩散性影响减弱,同时CO2增多促进焦炭-CO2反应进而提高碳转化率。研究结果还证实,煤粉载气由N2改为CO2会促进CO的生成,抑制H2的生成。

• 单位
  动力工程多相流国家重点实验室; 西安交通大学