关于水煤浆气化技术的简介
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由于射流和撞击流股都具有卷吸周边流体的作用， 故在射流区边界和撞击流股边界，出现在回流区。
整理课件
（5）折返流区： 沿反应器轴线向上运动的流股对拱顶形成撞击流，
近炉壁沿着轴线折返朝下运动。 （6）管流区：
在炉膛下部，射流、射流撞击、撞击流股，射流 撞击壁面等特征消失，轴向速度沿径向分布保持不 变，形成管流区。
标准型、普通型、异型和特异型。
（3）按制造工艺方法可以分为
天然岩石锯泥浆浇筑、可塑成型、半干压成型、热压成型、捣打成型、 熔铸成型等制品。
（4）按烧制方法可以分为
不烧砖、烧制砖和熔铸砖等。 整理课件
（5）按耐火材料基体的化学矿物质组成分类
耐火材料
硅酸铝制品
硅质制品
镁质制品 碳质制品
特殊高纯氧化 物耐火制品
进入该区的反应物有工艺氧、煤浆以及回流流股 和折返流流股中CO、H2等。这个过程进行得相当 短促，主要发生在射流区与撞击区中，其结束的标 志是氧消耗殆尽。
整理课件
2、二次反应区 进入二次反应区的组分有煤焦、CO2、CH4、
H2O以及CO、H2等组分。这时主要进行的是煤焦、 CH4等与H2O、CO2发生的气化反应，生成CO和H2。 这是有效气成分的重要来源。二次反应主要发生在 管流区。
整理课件
（6）按外观形态分为定型、不定型耐火材料和耐火 纤维制品。
不定型耐火材料也称散状耐火材料，是由合理级配的耐 火骨料和粉料、结合剂或另掺外加剂等，以一定比例组成的 混合物，可直接使用或加适当的液体混合后使用。
气化炉内的热平衡： 煤的部分氧化放出的热量热 等于气化反应说吸收的热量
整理课件
（1）射流区：
流体从喷嘴以较高速度喷出后，由于湍流脉动，射流将 逐渐减弱，直至与相邻射流边界相交。同时受撞击区较高压 力的作用，射流速度衰减加快，射流扩张角也随之加大，此 后为撞击区。
（2）撞击区：
当射流边界交汇后，在中心部位形成相向射流的剧烈碰 撞运动，该区域静压较高，且在撞击区中心达到最高。此点 即为驻点，射流轴线速度为零，由于相向流股的撞击作用， 射流速度沿径向发生偏转，径向速度（即沿设备轴向速度） 逐渐增大。撞击区内速度脉动剧烈，湍流强大、混合作用好。
组成
粘土质耐火砖，SiO2含量小于65％，Al2O3含量28％～42 ％； 高铝砖，Al2O3含量大于或等于48％； 硅砖，SiO2含量不小于93％；熔融石英，SiO2含量99.5 ％以上。 MgO含量87％以上 以焦炭或无烟煤作原料，加焦油、沥青等结合剂，在强 还原气氛中烧成； 包括陶瓷砖，有纯氧化物制品，如Al2O3、MgO、ZrO2、 BeO、ThO2等；
整理课件
整理课件
耐火材料的分类 ： 耐火材料通常按耐火度、形状 尺寸、烧制方法、耐火材料基体的化学矿物质组成 等进行分类。
（1）按耐火度分类有
普通耐火材料，耐火度为1580～1750℃； 高级耐火材料，耐火度为1750～2000℃； 特级耐火材料，耐火度为2000～3000℃。
（2）按重量、形状和尺寸分类可分为
颗粒的Hale Waihona Puke Baidu荡运动
来自火焰、炉内壁、高温 气体、固体物等
颗粒的对流加热
煤的热裂解
颗粒的辐射加热
裂解产物、挥发份及其 他易燃组分
煤浆蒸发与颗粒 中挥发分的析出
挥发产物的气相反应
煤焦、CH4等与 H2O、CO2
煤焦的多相反应
灰渣的形成
整理课件
气化反应是串并联反应同时存在的极为复杂的 反应体系，可分为一次反应与二次反应： 1、一次反应区(燃烧区)
整理课件
（3）撞击流股： 四股流体撞击后，流体沿反应器轴向运动，分别
在撞击区外的上方和下方形成了流动方向相反，特 征相同的两个流股。在这个区域中，撞击流股具有 与射流相同的性质，即流股对周边流体也有卷吸作 用，使该区域宽度沿轴向逐渐增大，轴向速度沿径 向衰减，直至轴向速度沿径向分布平缓。 （4）回流区：
水煤浆气化技术简介
一、流场分布 二、气化炉结构 三、工艺喷嘴
整理课件
磨煤制 浆系统
气化系统
净化系统
渣水处理系统
整理课件
多喷嘴对置式水煤浆气化工艺原理简图
1、流场结构划分
折返流区
撞击流股 撞击区
流场结构由射流
射流区
区、撞击区、撞
击流股、回流区、
回流区
折返流区和管流
区组成。
管流区
整理课件
60.5%煤浆
99.6%氧 气
浓度60.5%的水煤浆 通过煤浆给料泵加压与高 压氧气（纯度99.6%）通 过四个对称布置在气化炉 中上部同一水平面的工艺 喷嘴对喷进入气化炉燃烧 室。
整理课件
对喷撞击后形成6个特征各异的流动区，即射 流区、撞击区、撞击流股、回流区、折返流区和管 流区。
利用煤的部分氧化释放出热量，维持在该煤种 灰熔点温度以上进行气化反应。炉内温度1350℃， 反应过程非常迅速，一般在4—10秒内完成。
二次反应以吸热为主，致使发生二次反应的区 域温度较低，相对地起到保护耐火砖的作用。
整理课件
3、气化炉中发生的化学反应
在气化炉中主要进行以下化学反应： 同时还可能发生 以下副反应：
整理课件
二、气化炉结构
整理课件
工业上有各种各 样的炉子如气化炉、 冶金炉、窑炉和焚烧 炉等。
想一想：以上各种炉 子有什么共同点？
想一想：进入一次反应区和二次反应区的物 质组成有什么区别？
整理课件
3、一次与二次反应共存区 多喷嘴对置气化炉中射流区与撞击区、撞击流
股、回流区、折返流区共存，不时进行物质交换， 再加湍流的随机性，射流区的反应组分及产物都有 可能进入撞击区、撞击流股、回流区、折返流区， 导致这些区域既进行一次反应，也进行二次反应。
一般都具有用耐 火材料包围的炉膛， 利用热介质或燃料燃 烧产生的热量将物质 （固体或流体）加热 ，使炉膛内物质发生 物理或化学变化。
气化炉耐火材料整体可分为三部分：锥底、拱 顶和筒体。耐火材料从里到外分为若干层，分别是： 向火面耐火砖、绝热层耐火砖和保温层耐火砖。
想一想：什么是耐火材料？
凡是耐火度不低于1580℃，有 较好的抗热冲击和化学侵蚀的能力 、导热系数低和膨胀系数低的非金 属材料都可称之为耐火材料。
整理课件
水煤浆、氧气进入气化室后，相继进行雾化、传 热、蒸发、脱挥发份、燃烧、气化等六个物理和化 学过程，前五个过程速度较快，已基本完成，而气 化反应除在上述五区中进行外，主要在管流区中进 行。
整理课件
2、煤浆颗粒在气化炉内的气化过程
煤浆颗粒在气化炉内的气化过程
经历了以下步骤：
湍流脉动
颗粒的湍流弥散
整理课件
（5）折返流区： 沿反应器轴线向上运动的流股对拱顶形成撞击流，
近炉壁沿着轴线折返朝下运动。 （6）管流区：
在炉膛下部，射流、射流撞击、撞击流股，射流 撞击壁面等特征消失，轴向速度沿径向分布保持不 变，形成管流区。
标准型、普通型、异型和特异型。
（3）按制造工艺方法可以分为
天然岩石锯泥浆浇筑、可塑成型、半干压成型、热压成型、捣打成型、 熔铸成型等制品。
（4）按烧制方法可以分为
不烧砖、烧制砖和熔铸砖等。 整理课件
（5）按耐火材料基体的化学矿物质组成分类
耐火材料
硅酸铝制品
硅质制品
镁质制品 碳质制品
特殊高纯氧化 物耐火制品
进入该区的反应物有工艺氧、煤浆以及回流流股 和折返流流股中CO、H2等。这个过程进行得相当 短促，主要发生在射流区与撞击区中，其结束的标 志是氧消耗殆尽。
整理课件
2、二次反应区 进入二次反应区的组分有煤焦、CO2、CH4、
H2O以及CO、H2等组分。这时主要进行的是煤焦、 CH4等与H2O、CO2发生的气化反应，生成CO和H2。 这是有效气成分的重要来源。二次反应主要发生在 管流区。
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（6）按外观形态分为定型、不定型耐火材料和耐火 纤维制品。
不定型耐火材料也称散状耐火材料，是由合理级配的耐 火骨料和粉料、结合剂或另掺外加剂等，以一定比例组成的 混合物，可直接使用或加适当的液体混合后使用。
气化炉内的热平衡： 煤的部分氧化放出的热量热 等于气化反应说吸收的热量
整理课件
（1）射流区：
流体从喷嘴以较高速度喷出后，由于湍流脉动，射流将 逐渐减弱，直至与相邻射流边界相交。同时受撞击区较高压 力的作用，射流速度衰减加快，射流扩张角也随之加大，此 后为撞击区。
（2）撞击区：
当射流边界交汇后，在中心部位形成相向射流的剧烈碰 撞运动，该区域静压较高，且在撞击区中心达到最高。此点 即为驻点，射流轴线速度为零，由于相向流股的撞击作用， 射流速度沿径向发生偏转，径向速度（即沿设备轴向速度） 逐渐增大。撞击区内速度脉动剧烈，湍流强大、混合作用好。
组成
粘土质耐火砖，SiO2含量小于65％，Al2O3含量28％～42 ％； 高铝砖，Al2O3含量大于或等于48％； 硅砖，SiO2含量不小于93％；熔融石英，SiO2含量99.5 ％以上。 MgO含量87％以上 以焦炭或无烟煤作原料，加焦油、沥青等结合剂，在强 还原气氛中烧成； 包括陶瓷砖，有纯氧化物制品，如Al2O3、MgO、ZrO2、 BeO、ThO2等；
整理课件
整理课件
耐火材料的分类 ： 耐火材料通常按耐火度、形状 尺寸、烧制方法、耐火材料基体的化学矿物质组成 等进行分类。
（1）按耐火度分类有
普通耐火材料，耐火度为1580～1750℃； 高级耐火材料，耐火度为1750～2000℃； 特级耐火材料，耐火度为2000～3000℃。
（2）按重量、形状和尺寸分类可分为
颗粒的Hale Waihona Puke Baidu荡运动
来自火焰、炉内壁、高温 气体、固体物等
颗粒的对流加热
煤的热裂解
颗粒的辐射加热
裂解产物、挥发份及其 他易燃组分
煤浆蒸发与颗粒 中挥发分的析出
挥发产物的气相反应
煤焦、CH4等与 H2O、CO2
煤焦的多相反应
灰渣的形成
整理课件
气化反应是串并联反应同时存在的极为复杂的 反应体系，可分为一次反应与二次反应： 1、一次反应区(燃烧区)
整理课件
（3）撞击流股： 四股流体撞击后，流体沿反应器轴向运动，分别
在撞击区外的上方和下方形成了流动方向相反，特 征相同的两个流股。在这个区域中，撞击流股具有 与射流相同的性质，即流股对周边流体也有卷吸作 用，使该区域宽度沿轴向逐渐增大，轴向速度沿径 向衰减，直至轴向速度沿径向分布平缓。 （4）回流区：
水煤浆气化技术简介
一、流场分布 二、气化炉结构 三、工艺喷嘴
整理课件
磨煤制 浆系统
气化系统
净化系统
渣水处理系统
整理课件
多喷嘴对置式水煤浆气化工艺原理简图
1、流场结构划分
折返流区
撞击流股 撞击区
流场结构由射流
射流区
区、撞击区、撞
击流股、回流区、
回流区
折返流区和管流
区组成。
管流区
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60.5%煤浆
99.6%氧 气
浓度60.5%的水煤浆 通过煤浆给料泵加压与高 压氧气（纯度99.6%）通 过四个对称布置在气化炉 中上部同一水平面的工艺 喷嘴对喷进入气化炉燃烧 室。
整理课件
对喷撞击后形成6个特征各异的流动区，即射 流区、撞击区、撞击流股、回流区、折返流区和管 流区。
利用煤的部分氧化释放出热量，维持在该煤种 灰熔点温度以上进行气化反应。炉内温度1350℃， 反应过程非常迅速，一般在4—10秒内完成。
二次反应以吸热为主，致使发生二次反应的区 域温度较低，相对地起到保护耐火砖的作用。
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3、气化炉中发生的化学反应
在气化炉中主要进行以下化学反应： 同时还可能发生 以下副反应：
整理课件
二、气化炉结构
整理课件
工业上有各种各 样的炉子如气化炉、 冶金炉、窑炉和焚烧 炉等。
想一想：以上各种炉 子有什么共同点？
想一想：进入一次反应区和二次反应区的物 质组成有什么区别？
整理课件
3、一次与二次反应共存区 多喷嘴对置气化炉中射流区与撞击区、撞击流
股、回流区、折返流区共存，不时进行物质交换， 再加湍流的随机性，射流区的反应组分及产物都有 可能进入撞击区、撞击流股、回流区、折返流区， 导致这些区域既进行一次反应，也进行二次反应。
一般都具有用耐 火材料包围的炉膛， 利用热介质或燃料燃 烧产生的热量将物质 （固体或流体）加热 ，使炉膛内物质发生 物理或化学变化。
气化炉耐火材料整体可分为三部分：锥底、拱 顶和筒体。耐火材料从里到外分为若干层，分别是： 向火面耐火砖、绝热层耐火砖和保温层耐火砖。
想一想：什么是耐火材料？
凡是耐火度不低于1580℃，有 较好的抗热冲击和化学侵蚀的能力 、导热系数低和膨胀系数低的非金 属材料都可称之为耐火材料。
整理课件
水煤浆、氧气进入气化室后，相继进行雾化、传 热、蒸发、脱挥发份、燃烧、气化等六个物理和化 学过程，前五个过程速度较快，已基本完成，而气 化反应除在上述五区中进行外，主要在管流区中进 行。
整理课件
2、煤浆颗粒在气化炉内的气化过程
煤浆颗粒在气化炉内的气化过程
经历了以下步骤：
湍流脉动
颗粒的湍流弥散