作者：周必茂1许世森2王肖肖1刘刚2李小宇2任永强2谭厚章1

作者单位：1. 西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室2. 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司,煤基清洁能源国家重点实验室

刊名：化工学报

ISSN：0438-1157

出版年：2023-05-06

卷：74

期：5

起页：1939-1949+1840

止页：

分类号：TQ545

语种：中文

关键词：气化;黏度;复杂流体;优化设计;灰渣比;渣层流动特性;

内容简介

气化炉灰渣比(合成气携带走的飞灰与沉积至壁面的熔渣的质量比)是影响后续合成气净化设备寿命的关键因素，优化烧嘴偏转角度是控制气化炉灰渣比的有效方法。采用数值模拟方法，研究了HNCERI (Huaneng Clean Energy Research Institute)气化炉一段四烧嘴偏转角度对气化炉灰渣比、壁面渣层及耐火材料的影响。数值模拟结果表明，烧嘴偏转角度由0°增加至4.5°，灰渣比由2.0降低至0.8，液态渣层平均停留时间减少31.5%。偏转角度增加，渣口位置液/固态渣层厚度均增加；H=4.45～5.07 m位置固态渣层厚度下降，液态渣层厚度则增加。液态渣层流速与黏度呈负相关，与厚度呈正相关，液态渣层厚度主要受流速和颗粒沉积率影响。偏转角度增加，烧嘴平面上方耐火材料表面平均温度升高，烧嘴平面下方耐火材料表面平均温度降低，偏转角度为3.5°时耐火材料需要承受的最高温度取得最低值。在有效降低灰渣比前提下，为减少气化炉堵渣、渣层脱落和耐火材料烧蚀概率，HNCERI气化炉烧嘴偏转角度建议取3.5°。