煤炭地下气化点火装置燃烧特性数值研究

为保障煤炭气化过程安全、稳定,利用气动壅塞原理设计了一种流量准确可控的新型井下“火炬式”点火装置。使用连续管将点火装置送入井下预定位置,注入点火剂和氧气实现自燃引火,着火后持续注入主燃料和空气进行稳定燃烧,进而点燃煤层。利用Fluent软件对该点火装置内部燃烧流场进行了数值模拟,采用了丙烷-空气的两步简化动力学机理和k-ωSST湍流模型进行求解,并对各流场参数分布进行了分析。计算结果表明:设计的离心式气液同轴喷嘴可实现较好的雾化效果,预燃室的内部能够形成稳定的火焰;二次空气补燃配合冷却气帘的设计可以满足加热可燃管、使可燃管可控燃烧,同时降低点火器外壁面温度的要求。研究结果可为煤炭地下气化工作提供参考。