水煤浆气化技术简介
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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。
二次反应以吸热为主，致使发生二次反应
3、气化炉中发生的化学反应
在Байду номын сангаас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：
包括陶瓷砖，有纯氧化物制品，如Al2O3、MgO、ZrO2、 BeO、ThO2等；
（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。
耐火纤维材料是一种既能耐高温又隔热的纤维状耐火材 料，这种材料导热系数低，体积密度小，富有弹性，抗机械 震动性能好。
（4）回流区：
（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。
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。
（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。
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
湍流脉动 经历了以下步骤：
颗粒的湍流弥散
颗粒的振荡运动
颗粒的对流加热
煤的热裂解
煤浆蒸发与颗粒中挥 发分的析出
来自火焰、炉内壁、高温 气体、固体物等
颗粒的辐射加热
裂解产物、挥发份及其 他易燃组分
挥发产物的气相反应
煤焦、CH4等与 H2O、CO2
为什么要进行烘炉操作？
炉衬材料含有水分， 在炉墙砌筑完毕后，其水 分含量很高，如果不经烘 烤直接投入使用，由于炉 膛温度很高，湿炉墙由于 温度上升过快，炉墙中的 水分迅速蒸发成气体，容 易使炉墙产生裂缝，造成 炉墙密封性能降低。
二、气化炉结构
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？
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？
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。想二一想次：进反入一应次反主应要区和发二次生反应在区管的物流质组区成有。什么区
别？
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
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℃，反应过程非气 煤化 的常炉 部迅内 分的 氧速热 化，平 放衡 出一：的热般量在热 4—10
秒内完成。
等于气化反应说吸收的热量
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
（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。
（2）按重量、形状和尺寸分类可分为
标准型、普通型、异型和特异型。
（3）按制造工艺方法可以分为
（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
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；
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。
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℃。
煤焦的多相反应
灰渣的形成
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。
2、二次反应区
水煤浆气化技术简介 一、流场分布
磨煤制 浆系统
气化系统
净化系统
渣水处理系统
多喷嘴对置式水煤浆气化工艺原理简图
折返流区
撞击流股 撞击区
1、流场结构划分
流场结构由射
射流区
流区、撞击区
回流区
、撞击流股、
管流区
回流区、折返
流区和管流区
组成。
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。
二次反应以吸热为主，致使发生二次反应
3、气化炉中发生的化学反应
在Байду номын сангаас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：
包括陶瓷砖，有纯氧化物制品，如Al2O3、MgO、ZrO2、 BeO、ThO2等；
（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。
耐火纤维材料是一种既能耐高温又隔热的纤维状耐火材 料，这种材料导热系数低，体积密度小，富有弹性，抗机械 震动性能好。
（4）回流区：
（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。
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。
（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。
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
湍流脉动 经历了以下步骤：
颗粒的湍流弥散
颗粒的振荡运动
颗粒的对流加热
煤的热裂解
煤浆蒸发与颗粒中挥 发分的析出
来自火焰、炉内壁、高温 气体、固体物等
颗粒的辐射加热
裂解产物、挥发份及其 他易燃组分
挥发产物的气相反应
煤焦、CH4等与 H2O、CO2
为什么要进行烘炉操作？
炉衬材料含有水分， 在炉墙砌筑完毕后，其水 分含量很高，如果不经烘 烤直接投入使用，由于炉 膛温度很高，湿炉墙由于 温度上升过快，炉墙中的 水分迅速蒸发成气体，容 易使炉墙产生裂缝，造成 炉墙密封性能降低。
二、气化炉结构
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？
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？
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。想二一想次：进反入一应次反主应要区和发二次生反应在区管的物流质组区成有。什么区
别？
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
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℃，反应过程非气 煤化 的常炉 部迅内 分的 氧速热 化，平 放衡 出一：的热般量在热 4—10
秒内完成。
等于气化反应说吸收的热量
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
（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。
（2）按重量、形状和尺寸分类可分为
标准型、普通型、异型和特异型。
（3）按制造工艺方法可以分为
（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
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；
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。
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℃。
煤焦的多相反应
灰渣的形成
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。
2、二次反应区
水煤浆气化技术简介 一、流场分布
磨煤制 浆系统
气化系统
净化系统
渣水处理系统
多喷嘴对置式水煤浆气化工艺原理简图
折返流区
撞击流股 撞击区
1、流场结构划分
流场结构由射
射流区
流区、撞击区
回流区
、撞击流股、
管流区
回流区、折返
流区和管流区
组成。
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。