壳牌工业气化炉煤液化残渣萃余物共气化过程CFD数值模拟研究

• 作者: 李烨 冯子洋 刘臻 方薪晖 安海泉 孙凯蒂 周玲妹
• 来源期刊: 煤炭转化
• 学科: 工学
• 关键词: 煤液化残渣萃余物 数值模拟 共气化 CFD建模 固废利用 气流床气化炉
• 年，卷（期）: 2022,（3）
• 所属期刊栏目: 研究与开发
• 页码范围: 42-51
• 页数: 10页
• 分类号: TQ545|TQ018
• 语种: 中文
• DOI: 10.19726/j.cnki.ebcc.202203006

摘要

煤液化残渣萃余物作为煤直接液化过程产生的残渣经进一步萃取回收后剩余的固态残余物质,其处理方式直接关系到整个直接液化工艺的经济性与环保性.以共气化的方式利用煤液化残渣萃余物是一种经济高效的处理办法,但现阶段针对其气化特性的相关研究较少且尚无可实际参照的工业应用案例.利用数值模拟的方法以煤制油厂壳牌气化炉为应用对象,采用PDF双组分模型结合湍流-化学反应算法,对煤直接液化残渣萃余物在工业气化炉上的气化行为进行三维数值模拟计算,针对所关心的工业气化炉运行重点问题如烧嘴附近炉温分布、炉膛内流场温度场分布、合成气组分等相关信息进行了掺混萃余物气化前后的对比分析.结果表明:掺混10％(质量分数)煤液化残渣萃余物气化时,气化炉炉膛内的流场可基本保持稳定,但受掺混影响炉膛平均温度较不掺混萃余物时有所降低,且降温多集中在气化炉中下部,同时所生产的合成气中CO比例也有所上升.较低比例掺混煤直接液化残渣萃余物进行共气化在实际工业应用中是切实可行的,但由于中下部炉膛温度关系到气化炉液态排渣的稳定性,在实际运行时需重点关注残渣萃余物掺混比例.