本文關(guān)鍵詞：高溫煤氣化動力學(xué)及兩段式氣化爐的模型研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：煤氣化是潔凈煤技術(shù)的重要組成部分。非熔渣-熔渣兩段式氣化工藝是具有自主知識產(chǎn)權(quán)的先進(jìn)煤氣化技術(shù)。建立模型是研究氣化技術(shù)的非常有效的手段之一,而高溫反應(yīng)動力學(xué)的研究,則是煤氣化技術(shù)研究和模型化的基礎(chǔ)。 本文首先利用程序升溫的熱重分析方法對 7 種不同煤樣進(jìn)行了煤的高溫氣化動力學(xué)的研究。利用 Coats-Redfern 的指數(shù)積分法來處理熱重實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),得到7 種不同煤樣和氧氣以及二氧化碳反應(yīng)的動力學(xué)參數(shù)。從熱重曲線可以得知煤在氧氣中的燃燒反應(yīng)比在二氧化碳中的氣化反應(yīng)要容易進(jìn)行的多,而且反應(yīng)速率更快,反應(yīng)時間更短。通過對煤氣化動力學(xué)特征的分析發(fā)現(xiàn)煤的反應(yīng)動力學(xué)特性和煤的化學(xué)組成息息相關(guān),其中揮發(fā)份的含量和氫碳比越高,反應(yīng)的活化能越小,而且它們基本呈線性關(guān)系。 在化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)研究的基礎(chǔ)上,結(jié)合兩段式氣化爐內(nèi)的流動以及燃燒和氣化反應(yīng)特性,建立了兩段式氣化爐的動力學(xué)模型。該模型較為真實(shí)地反映了氣化爐內(nèi)的反應(yīng)過程,并考慮了氣化爐結(jié)構(gòu)尺寸對氣化過程和結(jié)果的影響。 利用所建立的兩段式氣化爐模型,對等徑式、頸縮式和漸擴(kuò)式三種結(jié)構(gòu)的兩段式氣化爐進(jìn)行模型計算,得到溫度、氣體組成及其含量、碳轉(zhuǎn)化率等參數(shù)沿氣化爐爐膛的分布情況。同時利用模型預(yù)測了氧煤比、水煤漿濃度、二次氧比例和二次氧加入位置等操作條件變化對氣化結(jié)果的影響。
【關(guān)鍵詞】：煤氣化 兩段式 熱重分析 動力學(xué) 數(shù)學(xué)模型
【學(xué)位授予單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2005
【分類號】：TQ546
【目錄】：

• 第1章 課題背景11-26
• 1.1 煤氣化是潔凈煤的重要方向11-14
• 1.1.1 能源和環(huán)境現(xiàn)狀11-12
• 1.1.2 煤氣化的重要性12-13
• 1.1.3 國內(nèi)外煤氣化發(fā)展13-14
• 1.2 煤氣化動力學(xué)研究14-22
• 1.2.1 煤氣化動力學(xué)的研究方法16-17
• 1.2.2 煤氣化動力學(xué)研究現(xiàn)狀17-20
• 1.2.3 煤氣化反應(yīng)動力學(xué)模型20-22
• 1.3 氣化爐模型22-24
• 1.3.1 熱力學(xué)模型22-23
• 1.3.2 動力學(xué)模型23-24
• 1.4 本文的研究內(nèi)容24-26
• 1.4.1 高溫煤氣化動力學(xué)24-25
• 1.4.2 兩段式氣化爐動力學(xué)模型25-26
• 第2章 高溫煤氣化動力學(xué)研究26-34
• 2.1 實(shí)驗(yàn)方法26
• 2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果26-28
• 2.3 高溫動力學(xué)參數(shù)的求取28-30
• 2.4 結(jié)果分析30-34
• 2.4.1 煤氣化的Arrhenius 圖30
• 2.4.2 煤氣化動力學(xué)特征分析30-34
• 第3章 兩段式煤氣化簡介及水煤漿氣化理論34-48
• 3.1 兩段式煤氣化爐的結(jié)構(gòu)和工藝流程34-36
• 3.2 水煤漿氣化原理36-43
• 3.2.1 水煤漿氣化過程36-39
• 3.2.2 氣化爐內(nèi)的流動39-40
• 3.2.3 氣化過程各主要反應(yīng)及其速率的確定40-43
• 3.3 兩段式煤氣化建模43-48
• 3.3.1 模型研究對象43-44
• 3.3.2 模型的建立44-45
• 3.3.3 模型的求解45-46
• 3.3.4 模型的驗(yàn)證46-48
• 第4章 兩段式氣化爐模型計算結(jié)果及分析48-58
• 4.1 兩段式爐內(nèi)的特性48-50
• 4.2 操作條件對氣化結(jié)果的影響50-58
• 4.2.1 氧煤比的影響50-52
• 4.2.2 水煤漿濃度的影響52-54
• 4.2.3 二次氧氣加入比例的影響54-55
• 4.2.4 二次氧氣加入位置的影響55-58
• 第5章 結(jié)論及展望58-60
• 5.1 本文的主要貢獻(xiàn)和結(jié)論58
• 5.2 進(jìn)一步的工作和展望58-60
• 參考文獻(xiàn)60-65
• 致謝與聲明65-66
• 個人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果66

【引證文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 張建勝;胡文斌;吳玉新;呂俊復(fù);岳光溪;;分級氣流床氣化爐模型研究[J];化學(xué)工程;2007年03期

2 劉耀鑫;吳少華;李振中;王陽;;基于兩段式水煤漿氣化的IGCC系統(tǒng)變工況特性[J];中國電機(jī)工程學(xué)報;2012年14期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 于海龍;新型水煤漿氣化噴嘴和氣化爐的開發(fā)以及氣化過程數(shù)值模擬[D];浙江大學(xué);2004年

2 馬正中;加壓滴管爐研制與實(shí)驗(yàn)[D];中國科學(xué)院研究生院（工程熱物理研究所）;2012年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 王艷玲;分級給氧氣流床氣化爐動態(tài)特性的仿真研究[D];太原理工大學(xué);2011年

2 陳曉輝;流化床—?dú)饬鞔柴詈戏磻?yīng)器中煤氣化過程的模擬研究[D];太原理工大學(xué);2011年

  本文關(guān)鍵詞：高溫煤氣化動力學(xué)及兩段式氣化爐的模型研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：306601