【摘要】：恩德粉煤氣化技術作為流化床氣化技術的一種,因其具有氣化能力強、煤種適應性寬、運行穩(wěn)定等特點,被廣泛應用于中小型化工企業(yè)。流化床內(nèi)氣固兩相流動過程比較復雜,而且對氣固兩相傳熱傳質(zhì)、顆粒燃燒效率等有很大影響,因此研究爐內(nèi)氣固兩相流動對于全面了解恩德粉煤氣化技術具有實際指導意義。本文針對某化工廠單臺制氣量為20000Nm3/h的恩德粉煤氣化爐作為研究對象,搭建1:15氣固兩相�；囼炁_,利用PV6-D對不同噴嘴結(jié)構(gòu)進行測量,試驗結(jié)果表明:變結(jié)構(gòu)的爐內(nèi)流場分布更加均勻。在此基礎上,利用Fluent軟件對不同結(jié)構(gòu)試驗臺進行氣固兩相流動特性數(shù)值模擬研究,為工業(yè)運行提供理論指導。(1)對于原結(jié)構(gòu)�；囼炁_,研究了噴嘴風速和初始料層高度對爐內(nèi)氣固兩相的速度場和濃度場的影響。數(shù)值模擬結(jié)果表明:該爐內(nèi)徑向流動結(jié)構(gòu)為噴動區(qū)的低濃度顆粒上行流和環(huán)隙區(qū)的高濃度顆粒下行流共存的環(huán)-核結(jié)構(gòu)。噴嘴氣化劑速度由60m/s增大到90m/s,噴動區(qū)的顆粒軸向速度增量比環(huán)隙區(qū)的顆粒軸向速度增量變化明顯;氣相和顆粒切向速度增大,噴動區(qū)顆粒體積濃度維持在0.05m3/m3附近;環(huán)隙區(qū)顆粒體積濃度變化較大(0.55-0.41m3/m3)。增大噴嘴氣化劑速度,加快了顆粒在爐膛內(nèi)流動速率。初始料層高度由90mm增大到120mm,噴動區(qū)和環(huán)隙區(qū)顆粒軸向速度減小;氣相和顆粒切向速度減小;顆粒體積濃度在噴動區(qū)變化較小(0.07-0.1m3/m3),在環(huán)隙區(qū)變化較大(0.51-0.57 m3/m3);噴動區(qū)變窄,環(huán)隙區(qū)變寬。增大初始料層高度,抑制了顆粒在爐膛內(nèi)流動速率。(2)對于變結(jié)構(gòu)�；囼炁_,將噴嘴結(jié)構(gòu)改為呈60o均勻布置,研究了噴嘴氣化劑速度、初始料層高度和顆粒直徑對爐內(nèi)氣固兩相的速度場和濃度場的影響。數(shù)值模擬結(jié)果表明:變噴嘴結(jié)構(gòu)的恩德爐是一種多噴嘴噴動床。該爐內(nèi)徑向流動結(jié)構(gòu)為噴動區(qū)的低濃度顆粒上行流和環(huán)隙區(qū)的高濃度顆粒下行流共存的環(huán)-核結(jié)構(gòu)。與原結(jié)構(gòu)相比,變結(jié)構(gòu)顆粒軸向速度在噴動區(qū)相對較高,在環(huán)隙區(qū)相差不大,加快顆粒流動;噴動區(qū)變寬,環(huán)隙區(qū)變窄,更多的顆粒被氣體帶走。改變噴嘴氣化劑速度和初始料層高度對變結(jié)構(gòu)氣固兩相流動特性的影響趨勢一致,但是幅度不一致。顆粒直徑由1mm增大到3mm,噴動區(qū)的顆粒軸向速度由2.48m/s減小到1.57m/s,環(huán)隙區(qū)的顆粒軸向速度沒有太大變化;顆粒體積濃度逐漸增大;噴動區(qū)變窄,環(huán)隙區(qū)變寬。增大顆粒直徑,抑制了顆粒在爐膛內(nèi)流動速率。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TQ545
【圖文】：

試驗臺實物圖

原結(jié)構(gòu)試驗臺噴嘴三維圖

【參考文獻】

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本文編號：2740342