分流式氧化劑進給對挾帶式水煤漿氣化爐內氣化影響之模擬

Abstract

分流式氧化劑進給是德士古氣化爐特有的設計，在中心噴嘴的部分，是採用水煤漿與氧化劑於同一軸向噴注，並於氣化爐頂設置氧化劑次通道，使得氧化劑分支出二次氣流。此分流進給的方式，將影響火焰產生的位置，對於氣化效能以及煤炭轉換率上亦有所影響。本研究採用商用計算軟體ANSYS-FLUENT，針對德士古的挾帶床式氣化爐，建立一氣化燃燒之數值分析模式。而本研究針對不同次通道位置、不同氧碳比，以及不同次通道流速等操作參數進行探討，比較其對於爐內成份分佈以及氣化效能的影響。在不同次通道位置的測試中，顯示出次通道位置確實會影響燃燒火焰的發生位置，且隨著次通道位置遠離中心軸，將導致火焰面略為延長，造成下游平均溫度提高。在不同氧碳比的測試中，採用高氧碳比的預測結果有較高的煤炭轉化率，然而提高的氧碳比也使得更多氣化產物因燃燒反應而消耗，造成冷氣體效率降低。在不同次通道流速的測試中，次通道流速對於燃燒反應區的分佈以及燃料轉化效率有顯著的影響，當次通道流速提升，高溫反應區有拉深的現象，且碳轉換率以及冷氣體效率也有逐漸下降的趨勢。在研究中亦發現水氣轉換反應對於平衡出口成份的影響十分顯著，且水氣轉換反應的成份平衡對於爐內溫度非常敏感。

Date of Award	2014 Aug 18
Original language	Chinese
Supervisor	Tsung-Leo Jiang (Supervisor)