【摘要】：粗合成氣攜帶飛灰氣流床氣化技術(shù)作為一種先進(jìn)的氣化技術(shù),能解決流化床粗合成氣中飛灰可燃物含量較高的問題,該技術(shù)通過將飛灰進(jìn)行二次氣化,可協(xié)同實現(xiàn)粗合成氣脫除飛灰和飛灰氣化利用,并且作為獨立的合成氣后處理技術(shù),能夠耦合不同爐型和不同處理能力的流化床氣化爐,經(jīng)濟(jì)實用,具有很高的發(fā)展前景。飛灰氣化燒嘴中外部氣化劑與粗合成氣之間的混合流動特性對新型飛灰氣化燒嘴的設(shè)計以及粗合成氣攜帶飛灰氣流床氣化技術(shù)的發(fā)展都具有重要意義。國內(nèi)某化工廠單臺處理合成氣量為80000Nm~3/h粗合成氣攜帶飛灰氣流床氣化爐目前處于試驗調(diào)試階段,為解決該型氣化爐在運行過程中存在的燒嘴結(jié)渣問題,哈爾濱工業(yè)大學(xué)提出一種新型、高效的飛灰氣化燒嘴。本文搭建了與原型比例為1:2.5的飛灰氣化燒嘴單相冷態(tài)模化試驗臺,利用熱電偶以及IFA300恒溫?zé)峋�風(fēng)速儀等設(shè)備研究射流夾角以及外部氣化劑風(fēng)速對飛灰氣化燒嘴中外部氣化劑與粗合成氣之間交叉射流混合特性以及流動特性的影響,為其工業(yè)運用提供理論指導(dǎo)。通過飛灰氣化燒嘴混合以及流動試驗可知,外部氣化劑與粗合成氣交叉混合過程中,外部氣化劑的射流軌跡呈“喇叭狀”擴(kuò)散,兩股氣流間的混合劇烈程度隨著混合過程的進(jìn)行呈現(xiàn)逐漸衰減的趨勢,混合速度也降低,在混合的初期速度衰減迅速,在外部氣化劑射流上邊界附近存在回流區(qū)。在相同外部氣化劑風(fēng)速條件下,單相混合試驗表明,隨著射流夾角從50°增大到90°,外部氣化劑與粗合成氣之間的混合初始位置從Y=20mm(Y為沿著射流方向到燒嘴出口端面的距離)處提前至Y=0mm處。射流夾角從50°增大到70°時,各截面處臨界燃燒濃度面積比和軸向最大混合速度大幅增大,徑向最大混合速度差別較小;當(dāng)射流夾角從70°增大到90°時,各截面處臨界燃燒濃度面積比和軸向最大混合速度差別較小,徑向最大混合速度大幅減小。在外部氣化劑風(fēng)速75m/s條件下,射流夾角50°、70°、90°的工況在Y=70mm截面處的臨界燃燒濃度面積比分別為19.46%、31.27%、36.99%,軸向最大混合速度峰值分別為3.13、8.31、7.32。單相流動試驗表明,隨著射流夾角的增大,相同Y值處外部氣化劑射流中心所到達(dá)的下沖深度增加,外部氣化劑氣流最大速度相對比的峰值分別在Y=20mm、Y=10mm和Y=0mm,外部氣化劑射流中心軌跡更加靠近燒嘴出口。射流夾角90°工況,粗合成氣與外部氣化劑的混合發(fā)生在燒嘴噴口處,容易燒損燒嘴。綜合考慮,推薦射流夾角為75°。在相同射流夾角條件下,單相混合試驗表明,隨著外部氣化劑風(fēng)速從30m/s增大到90m/s,外部氣化劑與粗合成氣的反應(yīng)初始位置不變,各截面處臨界燃燒濃度面積比呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢,在氣化劑風(fēng)速為75m/s時臨界燃燒濃度面積比最大,當(dāng)射流夾角為70°,臨界燃燒濃度面積比在Y=70mm截面為31.27%。沿著粗合成氣射流方向,軸向最大混合速度呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢,徑向最大混合速度呈現(xiàn)逐漸減小的趨勢。在射流夾角70°時,氣化劑風(fēng)速為75m/s和90m/s的軸向最大混合速度峰值(8.31和8.42)遠(yuǎn)大于其他角度。單相流動試驗表明,隨著氣化劑風(fēng)速從30m/s增大到90m/s,在相同Y截面處氣流下沖深度增加,外部氣化劑射流中心的軌跡更加靠近氣化燒嘴出口。綜合上述試驗,推薦外部氣化劑風(fēng)速75m/s。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TQ546
【圖文】：

圖 2-2 飛灰氣化燒嘴冷態(tài)混合特性試驗臺原理化燒嘴中外部氣化劑與粗合成氣之間的混合狀況體現(xiàn)了氣流之與粗合成氣之間恰當(dāng)?shù)幕旌鲜潜ＷC氣化效果以及提高氣化室溫

為飛灰氣化燒嘴流動特性試驗試驗臺為了與混合試驗進(jìn)行工況的驗證與比較，選擇混合試驗中的15個工況作為試驗工況，保證與混合特性試驗之間的相關(guān)性，具體工況安排見表2-1

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7 吳家正,聞望,王寶生,陳春祥,孫海軍,黃靜,劉毅,郭潤華;城市生活垃圾氣化過程中氣化劑和溫度的影響[J];燃料化學(xué)學(xué)報;1989年04期

8 左薦;利用煤炭氣化劑生產(chǎn)的新型“氣煤”[J];煤炭加工與綜合利用;2001年02期

9 利廣威;關(guān)于在發(fā)生爐的氣化劑中加入部分煤氣燃燒廢氣問題的探討[J];煤氣與熱力;1986年04期

10 李桂英;;工業(yè)煤氣生產(chǎn)綜述[J];甘肅化工;1994年03期

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3 王金;庫曉珂;;高溫氣流床反應(yīng)器內(nèi)生物質(zhì)氣化特性研究[A];第十屆全國流體力學(xué)學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2018年

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