洁净煤技术

作者：袁淑霞, 江琪彬, 王嘉杰, 吴松, 焦弯弯

关键词：煤炭地下气化,催化剂,注入工艺,颗粒输送,数值模拟

煤炭地下气化技术实现了煤炭的清洁开采，有效补充了我国天然气供应。在煤炭地下气化反应中添加催化剂，可提高气化效率、碳转化率及煤气品质。但由于气化过程发生在地下，催化剂的高效注入和井下输送是需要解决的关键技术问题。采用Ansys Fluent软件，模拟催化剂通过注入井注入的气固/液固两相流动过程，研究介质类型、催化剂颗粒直径、入口颗粒浓度、入口速度和管道流动截面积对注入效果的影响，从而探索合适的催化剂注入工艺。模拟结果表明：在输送介质与颗粒特性方面，催化剂粒径和入口浓度越小，介质对颗粒的携带能力越强，同时纯水比氧气对催化剂颗粒的携带能力更强。管道结构与工况方面，在相同流动及颗粒条件下，增大管道截面可提高注入效率；降低入口速度可减少颗粒在管道转折点处的离心力，进而提高催化剂流出效率。工艺阈值方面，为保证催化剂的成功注入，氧气为介质时催化剂颗粒的直径不应超过0.43 µm，纯水为介质时催化剂颗粒的直径不应超过1.30 µm。该结果明确了催化剂注入的关键工艺参数，为煤炭地下催化气化工艺的应用提供了理论依据和技术参考。

来源：2026年第3期

《洁净煤技术》期刊编辑部

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