【摘要】：陜北地區(qū)是我國重要的侏羅紀(jì)煤產(chǎn)地,通過SJ型內(nèi)熱式干餾爐對該地區(qū)弱粘、不粘的低階長焰煤進(jìn)行低溫干餾獲取蘭炭、焦油、煤氣是實(shí)現(xiàn)煤炭清潔、高效利用的主要工藝。本文以5萬噸SJ型蘭炭干餾爐為研究對象,主要的研究內(nèi)容和結(jié)論如下:(1)收集工廠生產(chǎn)數(shù)據(jù),以1000kg入爐煤為計(jì)算標(biāo)準(zhǔn),對干餾爐進(jìn)行收入項(xiàng)和支出項(xiàng)的物料衡算并分析誤差,然后在衡算的基礎(chǔ)上對爐內(nèi)的熱量分配進(jìn)行計(jì)算,得到煤焦比、熱工效率等并對熱工性能進(jìn)行分析。研究結(jié)果表明:干餾方爐物料平衡的誤差為0.28%,低于物料平衡允許的最大誤差范圍1%,煤焦比為1.39:1、熱工效率是66.56%,熱工效率可以通過加強(qiáng)保溫措施、熱量回收利用進(jìn)一步提高。(2)利用ANSYS前處理軟件icem,按照SJ型低溫干餾方爐的實(shí)際尺寸進(jìn)行三維建模及網(wǎng)格劃分,采用標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型模擬爐內(nèi)氣體的流動(dòng),采用有限速率/渦耗散模型模擬爐內(nèi)混合氣的燃燒,采用P1輻射模型模擬爐內(nèi)傳熱過程,選用多孔介質(zhì)模型近似代替爐腔內(nèi)煤層,建立SJ方爐的數(shù)學(xué)模型,研究40mm、35mm、30mm、25mm、20mm、15mm、10mm、5mm等8種粒徑入爐煤的溫度場、壓力場,并與實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中10~60mm、10~30mm、5~30mm、3~30mm、0~30mm的5組工況進(jìn)行對比。研究結(jié)果表明:當(dāng)入爐煤粒徑由大變小時(shí),爐內(nèi)溫度降低、壓力增大、干餾區(qū)體積百分率下降速度逐步加快,但不同粒徑下流場的分布趨勢相似,爐內(nèi)最高溫度近似呈線性下降,最高壓力近似呈指數(shù)增長;相同粒徑下隨著爐腔內(nèi)煤層高度逐步增加,同一高度處的溫差逐步縮小,其數(shù)值模擬結(jié)果與工業(yè)實(shí)踐相比溫度誤差低于6.25%,壓力誤差低于12.8%。(3)建立干餾爐的二維模型,以入爐煤粒徑D=20mm為例,研究熄焦前后、不同噴水量時(shí),蘭炭干熄焦技術(shù)的溫度場與壓力場,并得出合適的噴水量范圍。研究結(jié)果表明:蘭炭干熄焦后爐內(nèi)流場呈現(xiàn)溫度降低壓力增高的趨勢,熄焦水量控制在1.1~1.2m3/h較為合適。
【學(xué)位授予單位】：西北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TQ523.1
【圖文】：

圖 2.1 物料平衡示意圖衡是工藝生產(chǎn)中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過計(jì)算可以定量的掌握生產(chǎn)和改進(jìn)工藝等均有重大意義。同時(shí)物料平衡是進(jìn)一精確性將直接影響熱平衡能否真實(shí)反映干餾爐的生產(chǎn)工產(chǎn)量與產(chǎn)率應(yīng)直接測定。但是由于煤低溫干餾生產(chǎn)過程產(chǎn)品產(chǎn)率往往比較困難，或測量的誤差范圍較大[43]。為計(jì)算用原料煤的元素分析或工業(yè)分析的數(shù)據(jù)與產(chǎn)品產(chǎn)率法也能得到較滿意的結(jié)果。采集數(shù)據(jù)整理爐主要工藝參數(shù)

第三章 蘭炭爐熱平衡計(jì)算第三章 蘭炭爐熱平衡計(jì)算炭爐的熱量衡算是以前面物料平衡的計(jì)算結(jié)果為基礎(chǔ)，根據(jù)能量守衡定進(jìn)入到干餾爐攜帶的能量等于化工產(chǎn)品出爐帶出的能量，即Q進(jìn)=Q出述等式的成立，是基于兩個(gè)前提條件：1）焦?fàn)t熱平衡核算中的數(shù)據(jù)必須是蘭炭爐在工況平穩(wěn)運(yùn)行采集和選取的2）在焦?fàn)t熱平衡的測定與計(jì)算中，忽略煤在爐腔的煉化焦過程中因分氣反應(yīng)過程中的熱量。餾爐熱平衡示意如圖 3.1 所示，左側(cè)為熱平衡收入項(xiàng)，右側(cè)為熱平衡支

39圖 4.1 干餾爐結(jié)構(gòu)圖m 按照 SJ 爐的實(shí)際尺寸進(jìn)行三維建模及網(wǎng)格劃分。由于內(nèi)還布置集氣陣傘、煤氣水封箱、上升橋管、輔助煤箱爐內(nèi)壓力分布有一定擾動(dòng)，如果想要精確模擬出整個(gè)取整個(gè)爐腔作為計(jì)算區(qū)域，忽略了爐腔內(nèi)設(shè)備的影響，燒反應(yīng)在爐腔底部發(fā)生，其他設(shè)備處沒有化學(xué)反應(yīng)對爐維模型如圖 4.2 所示，網(wǎng)格劃分如圖 4.3 所示，其中 度、寬度和高度。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2781543