运行参数对双排料管下排气式旋风分离器的性能影响

孙思敏， 郭 帅， 王小芳， 朱治平

(1. 中国科学院工程热物理研究所， 北京100190； 2. 中国科学院大学工程科学学院， 北京100049)

在中国科学院工程热物理研究所提出的循环流化床分级气化工艺[1]中， 煤气化过程被分级控制， 在2个气化单元中完成反应(工艺流程见图1)。 在固态排渣的温度条件以及有限的停留时间条件下， 如果进入二级气化单元的气固混合燃料与气化剂直接掺混反应， 其中的热煤气与气化剂优先均相燃烧， 消耗热煤气中的可燃气， 尤其是H2和CH4； 固体燃料与气化剂的反应比例降低， 从而影响系统的冷煤气效率及碳转化率。

A—煤； B—一次气化剂； C—高温煤气； D—高温固体半焦；E—二次气化剂； F—底渣； G—粗煤气； 1—一级气化炉炉膛；2—分离器； 3—返料器； 4—二级分离器； 5—二级气化炉炉膛；6—煤气冷却器；7—除尘器。图1 分级气化工艺流程图Fig.1 Staged gasification process flow chart

设置二级分离器后，可以实现一级气化单元循环床出口可燃气体和固体的有效分离。热煤气通过排气管单独进入下行床，排料管中浓缩了的固体燃料与气化剂优先充分混合，再经过喷嘴组织送入二级气化单元，促进了固体燃料的气化反应，同时抑制了可燃气体的燃烧反应，提高系统整体的碳转化率和冷煤气效率。

上述工艺中，二级分离器性能对整个工艺的实现以及系统气化性能有重要影响。

对于循环流化床分级气化工艺中的二级分离器，在性能方面，需要满足中试试验入口固气质量比为0.05～0.13、 进口气体速度为20～25 m/s的运行条件，对分离效率不做过分苛求；……