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基于多喷嘴对置式气化炉热模平台,以水煤浆为气化原料、纯氧为气化剂,对水煤浆气化特征进行了试验研究,考察了水煤浆气化初始温度变化趋势、水煤浆气化火焰、气化炉内温度分布和气体浓度分布。结果表明:水煤浆进料后,存在温度先下降后迅速上升的过程;水煤浆气化火焰体积较大且长度较短,并存在明显的脱火区;气化炉内温度分布在喷嘴平面上下存在差异,喷嘴平面以上温度稍高,由气化炉壁面至炉膛中心,温度呈上升趋势;在气化室底部,合成气有效组成在径向上差异不大;氧碳比为1.0是实验室热模的最佳操作条件。
对颗粒物形态、元素分布、粒径分布、比表面积、平均孔径和孔容、含碳量及不同工况对颗粒性质的影响进行了研究。结果表明:炉内颗粒物以不规则形状颗粒、颗粒团聚体和球形颗粒为主;水煤浆气化产生的颗粒中碳元素含量最高,S、Fe和Na元素在颗粒表面存在富集现象,Al和Si元素在颗粒表面含量低于原煤渣中的平均含量;炉内颗粒和细渣的比表面积相差不大,而炉内颗粒的平均孔径和孔容大于细渣的平均孔径和孔容;从喷嘴平面至气化室底部的气化炉轴向,颗粒含碳量逐渐降低;炉内颗粒的粒径分布呈现三峰分布的特点,不同取样位置的颗粒物粒径分布存在差异;温度越高,生成的球形颗粒物越多;氧碳比对颗粒物中碳元素的含量影响较大,而对颗粒物表面其它矿物元素的含量影响较小;氧碳比对颗粒物粒径分布的影响较明显。
基于灰色预测理论,结合耐火砖蚀损的特点,建立了耐火砖蚀损量的灰色预测模型。结果表明:水煤浆气化炉内耐火砖的蚀损问题是一个典型的灰色系统,可以应用灰色预测理论对耐火砖的蚀损量进行预测;新陈代谢模型是最佳优化方法,而残差校正不适用于原模型的校正。