目前,我國現(xiàn)有的或者正在開發(fā)的煤氣化技術(shù)均為加壓煤氣化技術(shù),但是其對于我國數(shù)量眾多的中小型化工企業(yè)并不合適。對于我國數(shù)量眾多的中小型化工企業(yè)來說,采用常壓煤氣化爐技術(shù)進(jìn)行改造升級是其最合理的選擇。因此,在當(dāng)前我國的基本國情下,開發(fā)并研究適合于我國數(shù)量眾多的中小型化工企業(yè)的先進(jìn)常壓煤氣化爐技術(shù)則具有了必要而緊迫的現(xiàn)實(shí)意義。本文以某廠造氣量40000Nm3/h的粉煤常壓氣化爐為原型,根據(jù)氣固兩相冷態(tài)�；瘻�(zhǔn)則確定冷態(tài)試驗(yàn)臺結(jié)構(gòu)和運(yùn)行參數(shù),搭建了與原型1:6的冷態(tài)試驗(yàn)臺。在冷態(tài)試驗(yàn)臺上,一二次風(fēng)配比為2:8時(shí),利用三維多普勒測速儀(PDA)研究不同旋流葉片角度對爐內(nèi)氣固兩相流動特性的影響;研究結(jié)果表明:爐內(nèi)存在明顯的強(qiáng)旋轉(zhuǎn)流場,隨著旋流葉片角度的增大,旋轉(zhuǎn)能力增強(qiáng),切向速度增大,增幅較小;爐內(nèi)存在著穩(wěn)定的中心回流區(qū),回流區(qū)偏斜,自底而上貫穿整個(gè)氣化爐膛;隨著旋流葉片角度的增大,中心回流區(qū)速度和大小也會隨之增大,在第一噴口截面、第一和第二噴口中間截面上差距明顯,其他截面增幅較小。顆粒體積流量在壁面附近較高,在中心回流區(qū)和壁面回流區(qū)較小,為負(fù)值;壁面附近的顆粒粒徑較大,在中心回流區(qū)較小。綜合考慮,選定旋流葉片角度為設(shè)計(jì)值40?。本文利用FLUENT軟件數(shù)值模擬研究旋流葉片角度為40?,不同一二次風(fēng)配比之下對冷態(tài)試驗(yàn)臺內(nèi)氣固兩相流動特性,研究得出:模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合較好;各工況之下,爐內(nèi)都產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)流場,在一二次風(fēng)配比為2:8時(shí),氣流旋轉(zhuǎn)能力最強(qiáng),中心回流區(qū)尺寸和回流速度尚可,在一二次風(fēng)配比為4:6和6:4時(shí),回流區(qū)受到二次風(fēng)擠壓的影響,波動較大,呈雙峰分布,中心回流區(qū)較小,不利于熱負(fù)荷的均勻分布;在一二次風(fēng)配比為2:8時(shí),顆粒停留時(shí)間比另外兩個(gè)工況更長;顆粒停留時(shí)間隨著顆粒粒徑和密度的增大而減小。綜合考慮,推薦采用旋流葉片角度為40°、一二次風(fēng)配比為2:8的工況。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：TQ545
【部分圖文】：

煤氣化工藝流程圖

計(jì)算得到�；蟮睦鋺B(tài)試驗(yàn)臺尺寸，在此基礎(chǔ)上完成冷態(tài)試驗(yàn)臺的設(shè)計(jì)和搭建。圖2-1 和圖 2-2 分別為常壓氣化劑強(qiáng)旋轉(zhuǎn)粉煤氣化爐氣固兩相流動試驗(yàn)實(shí)物圖和系統(tǒng)圖。從圖中可看出，試驗(yàn)系統(tǒng)由以下幾部分組成：試驗(yàn)臺主體、配風(fēng)系統(tǒng)、給料系統(tǒng)、和 PDA 測量系統(tǒng)。為了使模型內(nèi)流場分布最大限度的接近原型內(nèi)流場分布情況，在設(shè)計(jì)試驗(yàn)臺過程中嚴(yán)格按照�；�(jì)算得出的尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)。在試驗(yàn)過程中因?qū)嶒?yàn)室空間和 PDA 測量系統(tǒng)坐標(biāo)架升降高度的局限性，在冷態(tài)試驗(yàn)臺底部增設(shè)螺旋升降器，以滿足 PDA 在測量過程中對高度的要求。圖 2-1 常壓氣化劑強(qiáng)旋轉(zhuǎn)粉煤氣化爐氣固兩相流動試驗(yàn)臺實(shí)物圖

通過以上冷態(tài)�；瘻�(zhǔn)則對常壓氣化劑強(qiáng)旋轉(zhuǎn)粉煤氣化爐進(jìn)行�；�，計(jì)算得到�；蟮睦鋺B(tài)試驗(yàn)臺尺寸，在此基礎(chǔ)上完成冷態(tài)試驗(yàn)臺的設(shè)計(jì)和搭建。圖2-1 和圖 2-2 分別為常壓氣化劑強(qiáng)旋轉(zhuǎn)粉煤氣化爐氣固兩相流動試驗(yàn)實(shí)物圖和系統(tǒng)圖。從圖中可看出，試驗(yàn)系統(tǒng)由以下幾部分組成：試驗(yàn)臺主體、配風(fēng)系統(tǒng)、給料系統(tǒng)、和 PDA 測量系統(tǒng)。為了使模型內(nèi)流場分布最大限度的接近原型內(nèi)流場分布情況，在設(shè)計(jì)試驗(yàn)臺過程中嚴(yán)格按照模化計(jì)算得出的尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)。在試驗(yàn)過程中因?qū)嶒?yàn)室空間和 PDA 測量系統(tǒng)坐標(biāo)架升降高度的局限性，在冷態(tài)試驗(yàn)臺底部增設(shè)螺旋升降器，以滿足 PDA 在測量過程中對高度的要求。圖 2-1 常壓氣化劑強(qiáng)旋轉(zhuǎn)粉煤氣化爐氣固兩相流動試驗(yàn)臺實(shí)物圖
【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 周伯俞;;民用煤爐二次風(fēng)的應(yīng)用[J];煤炭加工與綜合利用;1986年03期

2 朱曙光;朱炳之;劉心志;;熱示蹤法測量二次風(fēng)風(fēng)量實(shí)驗(yàn)研究[J];江蘇冶金;2008年02期

3 ;半自動間斷二次風(fēng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告[J];勞動保護(hù);1974年02期

4 ;使用間斷二次風(fēng)應(yīng)注意的幾個(gè)問題[J];環(huán)境保護(hù);1975年04期

5 柳錫坤;;焰罩式二次風(fēng)手鍛爐[J];鐵道勞動衛(wèi)生通訊;1983年04期

6 俱拴霞,高漢英;強(qiáng)力二次風(fēng)與分層給煤裝置在鏈?zhǔn)綘t排鍋爐上的應(yīng)用[J];有色冶金節(jié)能;2000年05期

7 周昊,孫平,池作和,蔣嘯,岑可法;600MW偏轉(zhuǎn)二次風(fēng)系統(tǒng)鍋爐爐內(nèi)結(jié)渣特性的數(shù)值模擬[J];燃燒科學(xué)與技術(shù);2002年04期

8 馬志剛;方夢祥;王勤輝;駱仲泱;岑可法;;二次風(fēng)對矩形流化床鍋爐磨損特性的影響[J];燃燒科學(xué)與技術(shù);2008年03期

9 王天有;二次風(fēng)與煤氣爐節(jié)能降耗初探[J];化工設(shè)計(jì)通訊;1994年04期

10 崔榮剛,孫麗潔,巴秋成;強(qiáng)力蒸氣二次風(fēng)的應(yīng)用[J];釀酒;1999年01期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前8條

1 王正陽;回料流和二次風(fēng)射流對循環(huán)流化床流動與燃燒特性的影響[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

2 吳玉新;氣流床煤氣化爐數(shù)值模擬及顆粒—渦團(tuán)作用建模研究[D];清華大學(xué);2007年

3 劉敏;稠密氣固兩相流動中顆粒聚集現(xiàn)象的研究[D];清華大學(xué);2004年

4 趙云華;稠密氣固兩相流動的顆粒相二階矩模型及數(shù)值模擬研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

5 宋文佳;高溫煤氣化爐中煤灰熔融、流動和流變行為特性研究[D];華東理工大學(xué);2011年

6 張科;復(fù)雜稠密氣固兩相流動的CFD-DEM模擬研究[D];浙江大學(xué);2012年

7 嵇峰;管束間氣固兩相流動的直接數(shù)值模擬研究[D];浙江大學(xué);2007年

8 劉歡鵬;應(yīng)用LES-DSMC方法研究流化床氣固兩相流動特性[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 王軍;75t/h CFB鍋爐爐膛結(jié)構(gòu)參數(shù)對顆粒相濃度分布影響及其改造[D];中北大學(xué);2016年

2 冀鵬宇;循環(huán)流化床鍋爐二次風(fēng)射流混合特性冷模試驗(yàn)研究[D];重慶大學(xué);2016年

3 郭磊;基于數(shù)值模擬的W型火焰鍋爐二次風(fēng)下傾改造研究[D];華中科技大學(xué);2016年

4 杜亮亮;煤粉鍋爐二次風(fēng)系統(tǒng)流量特性研究[D];南京理工大學(xué);2009年

5 李銀培;電站鍋爐二次風(fēng)系統(tǒng)的數(shù)值模擬與測量[D];南京理工大學(xué);2006年

6 張金成;二次風(fēng)入射角度對W型火焰爐爐內(nèi)單相流動的影響[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2008年

7 秦香彬;中二次風(fēng)水平擺角對爐內(nèi)氣固流動特性的影響[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

8 張玉斌;不同二次風(fēng)分配對W型火焰爐爐內(nèi)流動特性的影響[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2007年

9 劉佳;循環(huán)流化床二次風(fēng)射流特性的冷態(tài)試驗(yàn)研究與數(shù)值模擬[D];重慶大學(xué);2007年

10 帥航;煤氣化爐渣本征特性及碳熱還原氮化過程中物相演變[D];西安建筑科技大學(xué);2015年

本文編號：2878101