用简化PDF模型对气化炉运行特性的分析

应用CFD(computational fluid dynamics)软件FLUENT对某化肥厂Texaco水煤浆气化炉进行三维数值模拟,计算采用贴体网格,简化PDF方法模拟湍流燃烧,编制UDF分别考虑了焦炭同O2、H2O、CO2和H2的反应.计算考察了改变水煤浆浓度及[C]/[O]原子比等重要参数对气化炉运行特性的影响.焦炭仅同氧气反应时的转化率为32%,而总转化率为95%,说明焦炭同H2O、CO2和H2的异相反应在气化过程中占重要作用;煤粉粒度越大,碳转化率越低,粒度为175μm时,碳转化率仅为72%气化温度是影响气化反应的决定性因素.随着水煤浆浓度的增高,CO摩尔分数明显升高、H2O和CO2摩尔分数明显降低,H2摩尔分数略有降低.随着[O]/[C]原子比的增加,H2摩尔分数明显降低,CO和CO2摩尔分数几本不变.出口温度和碳转化率随煤浆浓度和[O]/[C]原子比的增加而增高.冷煤气效率随煤浆浓度的提高而提高,随[O]/[C]比的增加会在1～1.05之间出现峰值.