C高等学校工程热物理第十六届全国学术会议编号：运行参数变化对Shell煤气化炉煤气化影响的数值模拟(II)11,2陶明春郝英立（1.东南大学能源与环境学院，南京，210096;2.东南大学空间科学与技术研究院，南京，210096）（联系电话:025-83793913,Email:taomingchun82@sina.com）摘要：本文在第一部分的研究基础上对Shell气化炉气化压力、运行负荷的改变和煤种变化对气化炉煤气化的影响进行了研究，研究结果表明本文所研究的煤气化炉最佳气化压力为2.9MPa～3.3MPa，运行负荷变化和不同的煤种均对煤气化有很大的影响。关键词：气化压力，运行负荷，煤种变化0引言影响气化炉煤气化的主要因素有：氧煤比、蒸汽煤比、气化压力、运行负荷以及气化室的形状和尺寸等。对于给定的气化炉，其气化室的形状和尺寸已定，而气化温度主要取决于气化压力、氧煤比和蒸汽煤比。本文第一部对所研究的对象进行了描述，并对其进行了网格划分和模型的选择，模拟计算结确定了网格划分和模型选择的合理性，在此基础上，对氧煤比和蒸汽煤比的变化对气化炉煤气化的影响进行了研究。本部分在第一部分的基础上研究气化压力、运行负荷的变化，以及不同煤种的选择对气化炉煤气化的影响。本文在第一部分[3]的研究基础上对Shell气化炉气化压力、运行负荷的改变和煤种变化对气化炉煤气化的影响进行了研究，1模拟结果1.1气化压力对煤气化的影响在煤气化过程中，气化压力是气化炉重要的反应条件之一，它又是控制气化炉气化过程反应操作的主要条件之一，因此有必要对气化压力对气化炉煤气化的影响进行研国家重点基础研究发展计划资助项目（批准号：2010CB227002）究。图1(a)表示气化炉出口煤气成分、温度在其他条件不变情况下，随着气化压力变化的分布曲线，图1(b)表示碳转化率和冷煤气效率在其他条件不变情况下，随着气化压力变化的分布曲线。从图1(a)中可以看出，CO和H2摩尔浓度随着气化压力的增加先缓慢降低后缓慢增加，而后再缓慢降低，总体变化幅度不大；CO2和H2O的摩尔浓度随着气化压力的增加先缓慢增加再缓慢降低，而后再缓慢升高，变化幅度也不大；温度随着气化压力的增加先增加后降低。从图中还可以看出，在气化压力分别为2.7～3.0(MPa)以及3.0～3.1(MPa)时候气体组分存在峰值，温度在2.9～3.3(MPa)之间存在峰值；从图1(b)中可以看出，碳转化率和冷煤气效率随着气化压力变化的变化趋势一致，均为先升高后降低，并且在2.9～3.3(MPa)范围内有比较理想的值。主要原因为气化压力对煤粉燃烧反应以及生成CO和H2的反应速度有着很大的影响，随着气化压力的升高，煤粉燃烧速度加快，并且使得生成CO和H2的反应速度也加快，而生成CO和H2的反应需要吸收大量1002100COH2O9098H2Temp.80CO2200070T93e%m%//p碳转化率n601900eeoirgt冷煤气效率aact50taunrre88fecer/l401800eKoPM30832017001001600782.52.72.93.13.33.52.52.72.93.13.33.5Gasifiedpressure/MPaGasifiedpressure/MPa(a)对出口煤气成分和温度的影响(b)对碳转化率和冷煤气效率的影响图1气化压力对Shell煤气化炉煤气化的影响100210010090COCO2H2Temp.80H2O20009570Te%m/%p/n601900eoeirgtacat50tau90碳转化率nrrfeece冷煤气效率/rl401800eKoPM30852017001001600806070809010011012013014060708090100110120130140Theratioofload/%Theratioofload/%(a)对出口煤气成分和温度的影响(b)对碳转化率和冷煤气