由于氣流床氣化爐工作環(huán)境的復(fù)雜性,煤焦顆粒在高溫火焰條件下的反應(yīng)特性很難通過實驗手段得到,而模擬則可以從微觀尺度上考察顆粒的氣化反應(yīng)特性。采用CFD模擬方法建立了多孔球形煤焦雙顆粒模型,研究了在H2O/O2/CO2氣氛下煤焦雙顆粒的氣化反應(yīng)特性,反應(yīng)包括四種非均相反應(yīng)、一氧化碳氧化反應(yīng)和水煤氣變換反應(yīng)。在顆粒尺度下考察煤焦顆粒的反應(yīng)過程,從顆粒溫度、總反應(yīng)速率、碳消耗速率等方面了解顆粒反應(yīng)特性。本論文的研究分為兩部分,第一部分研究了煤焦雙顆粒的顆粒間距、環(huán)境溫度、氣體濃度對顆粒氣化反應(yīng)特性的影響。顆粒間距L在2.2 R-5 R范圍內(nèi)變化,R為顆粒半徑,結(jié)果顯示,隨著L逐漸增大,由于反應(yīng)區(qū)域的遷移,兩個顆粒中間的溫度先上升后下降,且雙顆粒煤焦的特性逐漸接近單顆粒煤焦。環(huán)境溫度由1200K增加至1800 K,顆粒的峰值溫度逐漸升高且火焰層逐漸在雙顆粒中間合并。反應(yīng)的吸熱和放熱是影響火焰層的關(guān)鍵因素。還研究了不同CO2濃度及不同H2O/O2比例下的雙顆粒煤焦,CO2濃度和H2O濃度增大時,放熱反應(yīng)速率和碳消耗速率減小,因為O2為主要放熱反應(yīng)的反應(yīng)物。氣氛濃度的變化影響了化學(xué)反應(yīng)的平衡及反應(yīng)速... 

【文章來源】：寧夏大學(xué)寧夏回族自治區(qū) 211工程院校

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２滴管爐原理

圖１－５標(biāo)記跟蹤界面示意圖：（ａ）初始狀態(tài)；（ｂ）移動標(biāo)記［５５］??Ｆｉｇ．?１－５?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｖｉｅｗ?ｏｆ?ｉｎｔｅｒｆａｃｅ?ｔｒａｃｋｉｎｇ?ｕｓｉｎｇ?ｍａｒｋｅｒｓ：?（ａ）?ｉｎｉｔｉａｌ?ｓｔａｔｅ；?（ｂ）?ｍａｒｉｃｅｒｓ?ａｒｅ?ｍｏｖｅｄ１５５１??Ｙｕ等［５７］從數(shù)值模擬和實驗兩方面研究了?Ｓｔｅｆｋｎ流動和ＣＯ氧化對氧燃料燃燒的影響

形單顆粒模型進行模擬，利用顆粒表面平均溫度進行驗證。Ｌｅｖｅｎｄｉｓ??等［３８］對不同高溫氣氛下的煤焦單顆粒進行了反應(yīng)特性研宄，本研宄與文獻中〇２／＜：〇２氣氛下顆粒表面??溫度隨氧氣濃度變化曲線進行對比。顆粒的實驗是在滴管爐中進行，環(huán)境溫度Ｔ－＝１４００?Ｋ，以氧氣??摩爾分率為變量，其含量在２０％－６０％之間變化，模擬條件設(shè)置與實驗相同，使不同工況下流體的雷??諾數(shù)Ｒｅ＝ｌ不變。將煤焦單顆粒在高溫０２／Ｃ０２氣氛下反應(yīng)的模擬結(jié)果與褐煤在燃燒時間約為５０％時??的實驗數(shù)據(jù)進行對比。圖２－３是模擬結(jié)果與文獻中結(jié)果的對比，以煤焦顆粒表面平均溫度隨氧氣濃??度的變化曲線作對比。從圖２－３中可以看出模擬得到的顆粒表面平均溫度與實驗結(jié)果趨勢一致，而??且數(shù)值也與實驗數(shù)據(jù)基本吻合，模擬結(jié)果在實驗的誤差值之內(nèi)。驗證結(jié)果說明該多孔模型顆粒能夠??較好地體現(xiàn)出煤焦顆粒的氣化反應(yīng)特性。??２８００?ｒ??—Ｔ??２６００?－?—??２４。。：??￥?２２００??２０００?－?丄??１８００?－??Ｉ?．?Ｉ?．?Ｉ?．?Ｉ?．?Ｉ?．??０．２?０．３?０．４?０．５?０．６??丫〇２??圖２－３模擬結(jié)果與文獻結(jié)果對比圖１３８１??Ｆｉｇ．?２－３?Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｏｆ?ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ?ｒｅｓｕｌｔｓ?ａｎｄ?ｌｉｔｅｒａｔｕｒｅ?ｒｅｓｕｌｔｓ１３８１??２．２顆粒間距對雙顆粒模型煤焦氣化反應(yīng)過程的影響??１４??

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3605072