本文主要研究气流床煤气化炉煤气化的影响因素,利用CFD商业软件对某厂运行的Shell煤气化炉进行了数值模拟研究。通过将模拟计算的结果与实际运行结果进行比较,发现本文所选择的数值模拟的计算模型以及对所研究对象进行的几何建模和网格划分精度合适的,能够满足本文的研究需要。依据现场运行参数设置模拟条件,得出气化炉内部气固两相流运动特性、温度分布、组分分布、以及气化炉出口煤气成分,结果表明基于气化炉内气相速度分布可以将气化炉内部分为射流区、撞击流区、回流区和管流区,固相颗粒在气化炉内的停留时间在3s～8s之间,同时固相颗粒通过喷嘴进入气化炉后,会在几股流体的相交处发生剧烈的碰撞,碰撞后固相颗粒分为两部分,一部分向气化炉上部运动,一部分向气化炉下部运动,而且在撞击颗粒流两侧可以清楚的看到产生的气相回流,通过回流区域的固相颗粒在气化炉内的停留时间要较未通过回流区域的崮体颗粒的停留时间长。同时还研究了氧煤比、蒸汽煤比、气化压力、煤种变化以及运行负荷等气化炉操作条件对气化炉煤气化的影响。研究发现,在其他条件不变情况下,有效气体产率随着氧煤比的变化有一最佳值,此时对应的氧煤比处于0.57Nm3/kg～0.59Nm3/kg,同时CO和H2的摩尔浓度随着氧煤比的增加先增加后降低,CO2和H2O的摩尔浓度随着氧煤比的增加先降低后增加,温度随着氧煤比的增加而升高,碳转化率随着氧煤比的增高而增高,冷煤气效率随着氧煤比的增高先增高后降低；有效气体产率随着蒸汽煤比的变化有一最佳值,此时对应的蒸汽煤比处于0.11kg/kg～0.13kg/kg,并且CO和H2摩尔浓度随着蒸汽煤比的增加先缓慢增加后缓慢降低,H2O的摩尔浓度随着蒸汽煤比的增加而增加,CO2摩尔浓度随着蒸汽煤比的升高先升高后基本不变,温度随着蒸汽煤比的增加而增加。但是当蒸汽煤比达到0.12kg/kg后增加变缓,碳转化率和冷煤气效率随着蒸汽煤比的升高呈现先增高后基本保持不变:对于本文所研究的气化炉最佳气化压力介于2.9MPa～3.3MPa之间；随着运行负荷的增加在气化炉出口处CO和H2的摩尔浓度逐渐降低,H2O和CO2的摩尔浓度逐渐升高,温度逐渐升高,碳转化率降低；高灰分煤对煤气化存在很大的影响,同时,高水分煤能够在很大程度上缓解高灰分煤对煤气化的影响。　　 本文对气化炉喷嘴沿轴向的布置位置、喷嘴在气化炉轴向的角度变化和气化炉高径比的变化对气化炉内部气相和固相运动、温度分布、气化炉出口位置的气体组分分布,以及碳转化率和冷煤气效率进行了研究。研究表明喷嘴位置沿着气化炉炉体高度变化对气化炉内部气相和固相运动、温度分布、气化炉出口位置的气体组分分布,以及碳转化率和冷煤气效率产生很大的影响,随着喷嘴位置沿着轴向向上变化,气化炉内射流区、对撞区和回流区沿着轴向向上移动,射流区、对撞区和回流区的体积大小变化不大,管流区的体积大小随着喷嘴位置向上变化而逐渐减小,固体颗粒相在气化炉内的停留时间逐渐减小。当气化炉喷嘴上部高度(a)与喷嘴下部高度(b)的比值(a/b)介于2.75和3.75之间的时候,气化炉出口处的煤气组成成分及温度、气化炉的碳转化率和冷煤气效率等参数比较理想。通过对喷嘴在气化炉轴向的角度(α)变化的研究发现,随着变化角度α的增大,气化炉内部碰撞区域逐渐向气化炉上部移动,管流区域会逐渐减小,固相颗粒在气化炉内的停留时间降低。同时还发现不管是其一组对置喷嘴的角度发生变化还是二组对置喷嘴的角度变化,都会对气化炉出口的煤气组成成分、气化炉的碳转化率和冷煤气效率产生影响,当喷嘴的变化角度α介于-5°到5°之间的时候,气化炉出口的煤气组成成分及温度、气化炉的碳转化率和冷煤气效率等参数变化不大；当喷嘴的变化角度α处于这个变化范围外的时候气化炉出口的煤气组成成分及温度、气化炉的碳转化率和冷煤气效率产生很大的变化。通过对气化炉高径比变化的研究发现,气化炉形状缓慢地由“矮粗型”向“细高型”变化,气化炉内射流区域和回流区域的体积逐渐减小,管流区域体积逐渐增加,颗粒在炉内停留时间逐渐增加,同时,气化炉的高径比最佳值在4.25左右,当高径比高于这个值的时候,高径比参数对于气化炉出口参数影响较小,当低于这个值的时候,气化炉的出口参数随着该值的变化有较大的变化。