煤的氣化是潔凈煤技術(Clean Coal Technology)領域的主要研究方向之一,倍受各國學術界和工程界的重視。目前,已商業(yè)化的第2代煤氣化技術主要有:以Lurgi為代表的移動床氣化法,以U-Gas為代表的流化床氣化法,以Texaco、Shell、Dow、Prenflo為代表的氣流床氣化法。
Shell公司開發(fā)煤氣化技術始于1972年,并在其位于阿姆斯特丹的研究開發(fā)中心建成了日處理6t煤的中試裝置;1978年,處理能力為150t/d煤的氣化裝置在德國漢堡建成運轉;1987年,處理能力為250t/d煤的氣化裝置在美國休斯頓建成運轉;1994年,處理能力為2000t/d煤,配套253MW聯合循環(huán)發(fā)電廠的氣化裝置在荷蘭Buggenum建成運轉。國內將引進Shell粉煤氣化技術用于石腦油為原料的合成氨廠改造,采用Shell粉煤氣化技術的聯合循環(huán)發(fā)電示范裝置的建設也正在醞釀之中。因此,及時跟蹤、研究Shell粉煤氣化技術既是消化、吸收國外技術的需要,也是自主開發(fā)我國煤氣化技術的需要,有十分重要的意義。
1 過程分析
1.1 爐內流體流動特征
Shell粉煤氣化技術的核心是多噴嘴對置射流和水冷壁,氣化爐內襯采用水冷壁,粒度小于100μm的粉煤用高壓N2輸送,與純氧和少量水蒸氣經置于爐體下部的4個對置噴嘴射流進入爐膛,在約1500℃下進行部分氧化反應,爐渣以熔融態(tài)從爐底排出,高溫氣體(CO+H2>93%)在爐頂與回收熱量后的循環(huán)氣混合,降溫至約900℃后進入廢熱鍋爐。
爐內流體流動特征是過程分析的基礎。用先進的激光....