陕北地区是我国重要的侏罗纪煤产地,通过SJ型内热式干馏炉对该地区弱粘、不粘的低阶长焰煤进行低温干馏获取兰炭、焦油、煤气是实现煤炭清洁、高效利用的主要工艺。本文以5万吨SJ型兰炭干馏炉为研究对象,主要的研究内容和结论如下:(1)收集工厂生产数据,以1000kg入炉煤为计算标准,对干馏炉进行收入项和支出项的物料衡算并分析误差,然后在衡算的基础上对炉内的热量分配进行计算,得到煤焦比、热工效率等并对热工性能进行分析。研究结果表明:干馏方炉物料平衡的误差为0.28%,低于物料平衡允许的最大误差范围1%,煤焦比为1.39:1、热工效率是66.56%,热工效率可以通过加强保温措施、热量回收利用进一步提高。(2)利用ANSYS前处理软件icem,按照SJ型低温干馏方炉的实际尺寸进行三维建模及网格划分,采用标准k-ε模型模拟炉内气体的流动,采用有限速率/涡耗散模型模拟炉内混合气的燃烧,采用P1辐射模型模拟炉内传热过程,选用多孔介质模型近似代替炉腔内煤层,建立SJ方炉的数学模型,研究40mm、35mm、30mm、25mm、20mm、15mm、10mm、5mm等8种粒径入炉煤的温度场、压力场,并与实际工业生产中10~60mm、10~30mm、5~30mm、3~30mm、0~30mm的5组工况进行对比。研究结果表明:当入炉煤粒径由大变小时,炉内温度降低、压力增大、干馏区体积百分率下降速度逐步加快,但不同粒径下流场的分布趋势相似,炉内最高温度近似呈线性下降,最高压力近似呈指数增长;相同粒径下随着炉腔内煤层高度逐步增加,同一高度处的温差逐步缩小,其数值模拟结果与工业实践相比温度误差低于6.25%,压力误差低于12.8%。(3)建立干馏炉的二维模型,以入炉煤粒径D=20mm为例,研究熄焦前后、不同喷水量时,兰炭干熄焦技术的温度场与压力场,并得出合适的喷水量范围。研究结果表明:兰炭干熄焦后炉内流场呈现温度降低压力增高的趋势,熄焦水量控制在1.1~1.2m3/h较为合适。