Shell煤氣化技術是干粉進料氣流床煤氣化技術中的代表性氣化技術,該技術引入我國后在實際生產過程中存在Shell氣化爐穩(wěn)定性不佳以及氣化效果不達標等問題,本文從氣化爐結構的角度對此進行研究。 基于CFD（計算流體力學）理論建立了Shell氣化爐三維CFD模型,研究了噴嘴角度、噴嘴高度、氣化爐高徑比等結構參數對氣化爐穩(wěn)定性的影響,結果表明：結構參數的改變對氣化爐穩(wěn)定性具有不同程度的影響,噴嘴角度的變化對氣化爐穩(wěn)定性影響較大,噴嘴角度為0°時氣化爐穩(wěn)定性相對較好；噴嘴高度在10%～30%的范圍內隨著噴嘴高度的增加氣化爐穩(wěn)定性逐漸提高,超過這一范圍隨著噴嘴高度的增加氣化爐穩(wěn)定性減弱；高徑比在2～4的范圍內隨著高徑比的增加氣化爐穩(wěn)定性逐漸提高,但是高徑比越大,增加高徑比對氣化爐穩(wěn)定性的提高貢獻越弱。 利用Shell氣化爐三維CFD模型研究了氣化爐結構參數對氣化效果的影響,并在此基礎上構建響應面模型研究了在工藝參數交互作用影響下結構參數對氣化效果的影響及結構參數對工藝參數最佳取值的影響,結果表明：氣化爐結構參數的改變對氣化效果會產生影響,噴嘴角度為0°、噴嘴高度為30%、高徑比為3.... 

【文章頁數】：68 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 煤氣化技術概況
    1.3 Shell氣化技術
        1.3.1 Shell氣化技術簡介
        1.3.2 Shell氣化爐的數值模擬研究現狀
    1.4 研究內容與技術路線
        1.4.1 研究內容
        1.4.2 技術路線
第2章 Shell氣化爐CFD模型建立
    2.1 物理模型
    2.2 數學模型
        2.2.1 湍流模型
        2.2.2 顆粒運動模型
        2.2.3 脫揮發(fā)分模型
        2.2.4 顆粒表面反應模型
        2.2.5 均相反應模型
        2.2.6 輻射模型
    2.3 網格劃分、邊界條件及計算方法
    2.4 模型驗證
    2.5 本章小結
第3章 Shell氣化爐結構參數對氣化爐穩(wěn)定性的影響
    3.1 Shell氣化爐內流場特性
        3.1.1 Shell氣化爐內氣固兩相流動特性
        3.1.2 Shell氣化爐壁面顆粒沉積特性
    3.2 Shell氣化爐噴嘴角度對穩(wěn)定性的影響
        3.2.1 Shell氣化爐噴嘴角度對出口氣體顆粒夾帶比例的影響
        3.2.2 Shell氣化爐噴嘴角度對氣化爐壁面顆粒沉積的影響
        3.2.3 Shell氣化爐噴嘴角度對渣口區(qū)旋轉氣流強度的影響
    3.3 Shell氣化爐噴嘴高度對穩(wěn)定性的影響
        3.3.1 Shell氣化爐噴嘴高度對出口氣體顆粒夾帶比例的影響
        3.3.2 Shell氣化爐噴嘴高度對氣化爐壁面顆粒沉積的影響
        3.3.3 Shell氣化爐噴嘴高度對渣口區(qū)旋轉氣流強度的影響
    3.4 Shell氣化爐高徑比對穩(wěn)定性的影響
        3.4.1 Shell氣化爐高徑比對出口氣體顆粒夾帶比例的影響
        3.4.2 Shell氣化爐高徑比對氣化爐壁面顆粒沉積的影響
        3.4.3 Shell氣化爐高徑比對渣口區(qū)旋轉氣流強度的影響
    3.5 本章小結
第4章 Shell氣化爐結構參數對氣化效果的影響
    4.1 噴嘴角度對氣化效果的影響
        4.1.1 噴嘴角度對碳轉化率的影響
        4.1.2 噴嘴角度對冷煤氣效率的影響
        4.1.3 噴嘴角度對合成氣產出率的影響
    4.2 噴嘴高度對氣化效果的影響
        4.2.1 噴嘴高度對碳轉化率的影響
        4.2.2 噴嘴高度對冷煤氣效率的影響
        4.2.3 噴嘴高度對合成氣產出率的影響
    4.3 氣化爐高徑比對氣化效果的影響
        4.3.1 氣化爐高徑比對碳轉化率的影響
        4.3.2 氣化爐高徑比對冷煤氣效率的影響
        4.3.3 氣化爐高徑比對合成氣產出率的影響
    4.4 結構參數與工藝參數交互作用對氣化效果的影響
        4.4.1 響應面法簡介
        4.4.2 響應面模型構建
        4.4.3 參數交互作用分析
        4.4.4 本章小結
第5章 結論
致謝
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及科研成果


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]氣流床氣化爐內顆粒流動模擬及分區(qū)模型研究[D]. 李超.華東理工大學 2013
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碩士論文
[1]TEXACO氣化爐氣化過程數值模擬研究[D]. 孔德峰.重慶大學 2008



本文編號：3678512