顶喷粉煤气化炉冷热态流场特性及其应用优化

本文主要探讨了顶喷粉煤气化炉的流场特性及其在实际应用中的模拟分析。该研究基于气化反应的原理，运用计算机仿真模拟计算技术，针对冷态和热态条件下的顶喷粉煤加压气化炉进行了深入研究。首先，通过对冷态下煤粉颗粒流动轨迹的分析，揭示了连续相与颗粒相之间的动量传递机制，指出氧气的旋转如何驱动煤粉颗粒的运动，同时强调了气化炉内部不同区域流场结构的显著差异。中部区域由于湍流混合效果最佳，是热化学反应高效进行的地方，而拱顶区域则表现为弱湍流，温度较低，导致渣层形成特有的蓬松、起伏特征。 在热态条件下，研究者着重分析了气化炉流场结构对壁面传热和挂渣的影响规律，提出了一种顶喷加压气化炉流场分区结构理论。通过将理论与实际运行数据进行对比验证，发现新型组合式烧嘴的引入显著改善了合成气的有效气成分，提升了2%的质量，同时气化产生的渣粒变得更细小且分布均匀。这表明，优化的流场设计对于提高煤气化过程的效率和产品质量具有重要意义。 整个研究不仅深化了对顶喷粉煤气化炉工作原理的理解，也为相关行业的设计优化提供了科学依据。它属于煤炭科学技术领域，对提升煤炭化工生产过程中的能源转化效率和环境保护具有实用价值。该研究成果发表在《煤炭科学技术》杂志上，被归类为TK223，并获得了文献标志码A，文章编号0253－2336(2016)05－0188－08，表明其在学术界受到了广泛关注。