煤气化装置闪蒸罐冲蚀过程的数值模拟

杨国政 马佳敏 陆 遥 李 伟 王正强 刘 军 刘美丽

（1.航天长征化学工程股份有限公司；2.北京石油化工学院）

粉煤加压气化是煤炭深加工的主流核心技术，对煤炭资源的清洁高效利用有着重要意义［1］。在粉煤气化工艺中，从气化炉和合成气洗涤塔流出的黑水需要通过闪蒸系统进行分解处理。闪蒸罐是闪蒸系统实现黑水闪蒸、酸性气体解析和黑水提浓的主要设备［2］。但是，黑水中的固体颗粒会冲击和摩擦闪蒸罐内壁从而产生冲蚀现象，导致闪蒸罐入口附近的罐壁局部变薄甚至产生裂纹，给黑水闪蒸系统的安全运行带来巨大的隐患［3］。因此，研究闪蒸罐内的冲蚀现象具有重要意义。

国内外学者对冲蚀过程的研究主要集中在管道输送过程中的冲蚀现象。早期，多是基于实验方法对管内冲蚀过程进行研究［4］；近期，考虑到经济性和时效性采用数值模拟方法分析管内冲蚀过程。刘培坤等运用Fluent模拟分析了两种弯头的流场特性，得出了不同颗粒对弯头的冲蚀磨损规律和分布特点［5］。曹辉祥等通过气固两相流管道冲蚀的模拟，得出了气固两相流管道受冲蚀最为严重的部位，据此提出了结构优化方案［6］。Zhou X G等考察了节流比、收缩角、扩张角及喉段长度等参数对粉煤密相气力输送系统中冲蚀过程的影响［7，8］。杨鸿麟等通过标准k-ε湍流模型和离散相模型对文丘里管进行了流场分析，得出了冲蚀角度、流体速度等因素对冲刷腐蚀行为的影响规律［9］。……