1、耦合式煤氣化爐是中科院山西煤化所在灰熔聚流化床氣化技術的基礎上，集成了灰熔聚流化床低投資、低能耗、煤種適應廣和氣流床高溫、高碳轉化率的優(yōu)點而開發(fā)的一種新型煤氣化技術。但由于該氣化爐結構、氣固流動性、不同部位之間的傳質、傳熱和化學反應的復雜性，目前該氣化爐正面臨著高效穩(wěn)定運行及工程放大的考驗。探究操作參數對耦合式煤氣化爐內熱化學特性影響的本質，以及完善考慮傳質及反應器尺寸等影響因素的煤氣化理論對耦臺式氣化爐的高效穩(wěn)定運行及工業(yè)放大具有重大

2、的意義，為此本論文做了如下的研究內容：
　　 依據耦合式煤氣化爐內流體力學特性以及對氣化爐內氣化過程的認識，將反應器進行了區(qū)域的劃分，并且在物料平衡、能量平衡和化學動力學的基礎上構建了反應器的等效網絡模型。應用該模型分別對流化床進煤量、進氧量、進蒸汽量和氣流床進煤量、進氧量、進蒸汽量六個操作參數對氣化爐內熱化學特性的影響進行了模擬；此外，還研究了耦合式煤氣化爐的關鍵組成部分(灰熔聚流化床)的放大效應。得到的結論如下：
　　

3、 一、耦合式煤氣化爐的等效網絡模型考慮了反應器內流體力學，區(qū)域間的傳質、傳熱和飛灰中殘?zhí)寂c原煤中碳活性的差異，能夠將各個操作參數對氣化爐內煤氣化過程影響的本質進行剖析，尤其適合分析飛灰中殘?zhí)嫉姆磻獨v程。
　　 二、流化床進煤量、進氧量、進蒸汽量的改變直接影響了流化床中的碳轉化率、反應溫度和產氣組分，其中對流化床碳轉化率的影響使逸出的飛灰碳含量發(fā)生變化，從而導致經旋風分離后進入氣流床的殘?zhí)剂堪l(fā)生變化，進而影響了氣流床內的煤氣化特

4、性。流化床進煤量和進氧量對溫度和碳轉化率的影響較大，調節(jié)時應同時調節(jié)氣流的操作條件，防止氣流床內溫度過高和碳轉化率過低。而流化床進蒸汽量對溫度和碳轉化率的影響較小，調節(jié)時可忽略對氣流床的影響。
　　 三、氣流床進煤量、進氧量、進蒸汽量的改變直接影響了氣流床內的碳轉化率、反應溫度和產氣組分，其中對氣流床出口產物溫度的影響導致進入流化床后使流化床內的溫度發(fā)生變化，進而影響了流化床內的煤氣化特性。氣流床進煤量、進氧量和進蒸汽量對流化床

5、內的溫度和碳轉化率的影響均在合理的范圍內，因此在調節(jié)時主要應該考慮對氣流床本身熱化學特性的影響。
　　 四、放大過程中環(huán)隙濃相區(qū)到射流區(qū)的氣相回流量和射流區(qū)的體積均為非線性放大；放大后氣相回流量降低使射流區(qū)溫度降低，射流區(qū)體積相對增大，物料停留時間增加使溫度升高，但后者影響大于前者，導致放大后射流區(qū)溫度從1592K升高到1662K；環(huán)隙濃相區(qū)內的溫度降低，但物料停留時間增加，碳轉化率略微升高；放大過程對產品氣成分的影響較小。