关于水煤浆气化技术的简介

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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。
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（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：
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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。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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
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：
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二、气化炉结构
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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？
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。
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（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。
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。
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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。
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。
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（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
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。
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
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磨煤制 浆系统
气化系统
净化系统
渣水处理系统
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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
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
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（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。
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？
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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。
颗粒的振荡运动
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
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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)
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。
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2、二次反应区 H2O以进及入C二O次、反H应2等区组的分组。分这有时煤主焦要、进C行O2的、是C煤H4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。
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；
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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