【摘要】：陜北地區(qū)是我國重要的侏羅紀煤產(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行低溫干餾獲取蘭炭、焦油、煤氣是實現(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入爐煤為計算標準,對干餾爐進行收入項和支出項的物料衡算并分析誤差,然后在衡算的基礎(chǔ)上對爐內(nèi)的熱量分配進行計算,得到煤焦比、熱工效率等并對熱工性能進行分析。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保溫措施、熱量回收利用進一步提高。(2)利用ANSYS前處理軟件icem,按照SJ型低溫干餾方爐的實際尺寸進行三維建模及網(wǎng)格劃分,采用標準k-ε模型模擬爐內(nèi)氣體的流動,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,并與實際工業(yè)生產(chǎn)中10~60mm、10~30mm、5~30mm、3~30mm、0~30mm的5組工況進行對比。研究結(jié)果表明:當入爐煤粒徑由大變小時,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,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。
【學位授予單位】：西北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：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)，通過計算可以定量的掌握生產(chǎn)和改進工藝等均有重大意義。同時物料平衡是進一精確性將直接影響熱平衡能否真實反映干餾爐的生產(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 蘭炭爐熱平衡計算第三章 蘭炭爐熱平衡計算炭爐的熱量衡算是以前面物料平衡的計算結(jié)果為基礎(chǔ)，根據(jù)能量守衡定進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=Q出述等式的成立，是基于兩個前提條件：1）焦爐熱平衡核算中的數(shù)據(jù)必須是蘭炭爐在工況平穩(wěn)運行采集和選取的2）在焦爐熱平衡的測定與計算中，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，右側(cè)為熱平衡支

39圖 4.1 干餾爐結(jié)構(gòu)圖m 按照 SJ 爐的實際尺寸進行三維建模及網(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，如果想要精確模擬出整個取整個爐腔作為計算區(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】

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本文編號：2781543