煤化工废水是一种排放量大、成分复杂、毒害性强的高浓度工业废水,给人身健康和生态环境带来巨大危害,也成为制约煤化工行业发展的瓶颈。利用水煤浆技术协同处理煤化工废水,实现煤化工废水零排放和无害化利用,近年来成为相关学者研究的热点。本文研究了煤化工废水对水煤浆气化特性和灰渣特性的影响,并对实际工业废水煤浆气化炉进行了数值模拟计算,研究结果对煤化工废水的处理有指导意义。将多种煤化工废水混合与煤粉制备水煤浆,利用Fact Sage软件模拟计算气化合成气的组成成分,并与普通洁净水煤浆气化结果对比。煤化工废水中富含各类有机物,在气化过程中充当了良好的气化原料,相同工况下,废水煤浆的有效气(CO+H2)比例相比洁净水煤浆有所增加,这说明废水的加入提高了目标气产率,并有利于降低后期气体净化成本。煤浆浓度和氧煤比是影响水煤浆气化的两个重要因素,随着二者的增大,气化炉温度均会升高,但有效气比例分别上升和下降。将模拟结果和实际值进行对比分析,气化过程模拟结果与实际工况较为吻合。选取洁净水、碳化水、外来废水、洗气水和硫磺水分别与煤粉制浆后燃烧获得水煤浆灰渣,探究了各灰渣熔融特性的差异。流动温度从小到大分别为掺混洁净水、外来废水、洗气水、碳化水和硫磺水的灰渣,但总体变化范围不大。煤化工废水的加入使灰渣中生成了更多的低熔点碱金属氧化物和高熔点Al2O3,二者的相互作用并未使得灰成分中的氧化物酸碱比发生巨大改变。探究了掺混洁净水、洗气水、碳化水、外来废水的灰渣以及取自厂里的混合废水煤浆灰渣的粘温特性。煤化工废水的加入改变了水煤浆灰渣高温下的矿物质组成,气化过程中生成了更多的低熔点矿物质,使高温下的液相含量增多,矿物质类型发生转变,灰渣的高温粘度变小。实际工业气化炉的灰渣由于反应方式,气化的充分程度以及工况的不稳定性,高温粘度略有增大,但不影响气化炉液态排渣。为探究实际工业气化炉内温度场、气体浓度的分布,为工程实践提供依据,利用Fluent软件对水煤浆气化进行了模拟计算与分析,再现了气化炉内温度场及各种气体的浓度分布等,获得气化炉出口煤气的成分;计算结果表明煤浆浓度的增大和氧煤比的降低均有利于出口煤气中有效成分比例的增大,但同时二者分别导致的炉温升高与降低问题不容忽视,直接关系到气化炉壁面的寿命和能否顺利实现液态排渣。