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Keywords:

  • entrained flow gasifier;
  • scale-up laws;
  • numerical simulation;
  • ash behavior control

Abstract

A two-stage air blown entrained flow gasifier is being developed in Japan for the IGCC process. However, its scale-up up faces significant difficulties because of ash/slag deposition problems. The ash/slag deposition in the gasifier depends on both the ash properties and entrainment produced by the swirling gas flow. Therefore, the flow hydrodynamics are critical issues for the control of the ash behavior. In this paper, a comprehensive simulation model is used to examine the effects of the gasifier geometry and jet configuration on the flow hydrodynamics in order to control the ash deposition on the gasifier walls. A swirl number for the multi-stage injection swirling gas flow is defined and proved to be the most important hydrodynamic scaling law for the entrained flow gasifier.

Un gazéificateur bi-étagé à écoulement entraîné par de l'air soufflé est en cours de mise au point au Japon pour le procédé 1GCC. Cependant, son extrapolation pose des problèmes sérieux à cause du dépôt de cendres ou de scories. Le dépôt de cendres ou de scories est lié à la fois aux propriétés des cendres et à l'entraînement produit par l'écoulement de gaz tourbillonnant. Par conséquent, l'hydrodynamique de l'écoulement est un aspect critique du contrôle du comportement des cendres. Dans cet article, on a recours à un modèle de simulation complet afin d'examiner les effets de la géométrie du gazéificateur et de la configuration du jet sur l'hydrodynamique de l'écoulement dans le but de contrôler le dépôt de cendres sur les parois du gazéificateur. Un nombre de tourbillons est défini pour l'écoulement de gaz tourbillonnant pour une injection multi-étagée et on démontre que celui-ci est la loi de mise à l'échelle hydrodynamique la plus importante pour un gazéificateur à écoulement entraîne.