煤氣化是煤炭清潔高效利用的核心技術(shù),氣流床煤氣化技術(shù)以其高碳轉(zhuǎn)化率和較強(qiáng)的煤種適應(yīng)性成為煤氣化的首選技術(shù)。針對(duì)現(xiàn)有干煤粉氣流床氣化爐在變工況運(yùn)行過程中易出現(xiàn)的渣口堵塞問題和激冷流程引起的熱效率較低問題,浙江大學(xué)與上海聯(lián)化投資發(fā)展有限公司聯(lián)合開發(fā)了新型頂部多噴嘴氣流床氣化爐。由于該爐尚未投運(yùn),無任何運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),有必要就該爐流場分布特性進(jìn)行研究,本文通過數(shù)值模擬方法建立該爐三維數(shù)值模型,運(yùn)用歐拉-拉格朗日方法和非預(yù)混燃燒方法分別研究冷態(tài)和熱態(tài)條件下該爐流場分布特性,為該爐優(yōu)化及運(yùn)行提供較為可信的指導(dǎo)。冷態(tài)數(shù)值模擬中,采用Euler-Lagrange方法模擬氣化爐內(nèi)氣-固兩相流動(dòng),采用組分輸運(yùn)模型及Realizable k-ε雙方程模型模擬連續(xù)相的湍流流動(dòng),采用DPM模型及隨機(jī)軌道模型模擬離散相的運(yùn)動(dòng)。數(shù)值分析結(jié)果表明,當(dāng)主噴嘴流量分配比例在40%-60%范圍內(nèi)變化時(shí),考慮到顆粒停留時(shí)間因素,主噴嘴流量比例為40%時(shí)效果最優(yōu)；當(dāng)主噴嘴物料進(jìn)口速度逐漸增大時(shí),出口處氣體流速增加,顆粒停留時(shí)間減�。划�(dāng)副噴嘴物料進(jìn)口速度逐漸增大時(shí),爐內(nèi)流場分布改變并不明顯；當(dāng)副噴嘴傾角逐漸擴(kuò)大時(shí),氣化爐出口氣流速度...

【文章頁數(shù)】：108 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 煤氣化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 固定床煤氣化技術(shù)
        1.2.2 流化床煤氣化技術(shù)
        1.2.3 氣流床煤氣化技術(shù)
    1.3 新型廢鍋式煤粉氣化技術(shù)
    1.4 本文的研究目的和研究內(nèi)容
    1.5 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
2 文獻(xiàn)綜述
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)方法研究概況
    2.3 模擬方法研究概況
        2.3.1 平衡模型
        2.3.2 一維模型
        2.3.3 降階模型
        2.3.4 多維模型
    2.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
3 新型頂部多噴嘴氣化爐的冷態(tài)數(shù)值模擬
    3.1 引言
    3.2 模擬對(duì)象及網(wǎng)格劃分
        3.2.1 模擬對(duì)象
        3.2.2 網(wǎng)格劃分
    3.3 模型建立及邊界條件
        3.3.1 控制方程
        3.3.2 顆粒運(yùn)動(dòng)的模擬
        3.3.3 湍流流動(dòng)的模擬
        3.3.4 邊界條件和求解方式
    3.4 模擬結(jié)果與討論
        3.4.1 速度分布
        3.4.2 湍動(dòng)能分布
        3.4.3 壓力分布
        3.4.4 顆粒濃度分布
        3.4.5 小結(jié)
    3.5 主副噴嘴流量分配比例的影響
        3.5.1 速度分布
        3.5.2 湍動(dòng)能分布
        3.5.3 顆粒停留時(shí)間
        3.5.4 小結(jié)
    3.6 主噴嘴物料進(jìn)口速度的影響
        3.6.1 速度分布
        3.6.2 湍動(dòng)能分布
        3.6.3 顆粒停留時(shí)間
        3.6.4 小結(jié)
    3.7 副噴嘴物料進(jìn)口速度的影響
        3.7.1 速度分布
        3.7.2 湍動(dòng)能分布
        3.7.3 顆粒停留時(shí)間
        3.7.4 小結(jié)
    3.8 副噴嘴傾角的影響
        3.8.1 速度分布
        3.8.2 湍動(dòng)能分布
        3.8.3 顆粒停留時(shí)間
        3.8.4 小結(jié)
    3.9 新型頂部多噴嘴爐與單一噴嘴爐型對(duì)比
        3.9.1 速度分布對(duì)比
        3.9.2 湍動(dòng)能分布對(duì)比
        3.9.3 壓力分布對(duì)比
        3.9.4 顆粒濃度分布對(duì)比
        3.9.5 顆粒停留時(shí)間對(duì)比
        3.9.6 小結(jié)
    3.10 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
4 新型頂部多噴嘴氣化爐的熱態(tài)數(shù)值模擬
    4.1 引言
    4.2 CO₂與H₂O混合氣氛下的煤焦氣化實(shí)驗(yàn)
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)部分
            4.2.1.1 煤焦的制備
            4.2.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
            4.2.1.3 抑制擴(kuò)散效應(yīng)預(yù)實(shí)驗(yàn)
            4.2.1.4 實(shí)驗(yàn)步驟
            4.2.1.5 數(shù)據(jù)分析方法
        4.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
            4.2.2.1 確定L-H模型動(dòng)力學(xué)參數(shù)
            4.2.2.2 煤焦在H₂O與CO₂混合氣氛下的氣化
        4.2.3 小結(jié)
    4.3 熱態(tài)數(shù)值模擬
        4.3.1 模型建立
            4.3.1.1 控制方程
            4.3.1.2 煤顆粒脫揮發(fā)分及膨脹
            4.3.1.3 輻射模型
            4.3.1.4 異相反應(yīng)模型
            4.3.1.5 同相反應(yīng)模型
        4.3.2 總體算法及計(jì)算過程
        4.3.3 模擬結(jié)果與討論
            4.3.3.1 速度分布
            4.3.3.2 湍動(dòng)能分布
            4.3.3.3 溫度分布
            4.3.3.4 組分濃度分布
            4.3.3.5 小結(jié)
        4.3.4 主副噴嘴流量分配比例的影響
            4.3.4.1 速度分布對(duì)比
            4.3.4.2 溫度分布對(duì)比
            4.3.4.3 合成氣參數(shù)對(duì)比
            4.3.4.4 小結(jié)
        4.3.5 主噴嘴物料進(jìn)口速度的影響
            4.3.5.1 速度分布對(duì)比
            4.3.5.2 溫度分布對(duì)比
            4.3.5.3 合成氣參數(shù)對(duì)比
            4.3.5.4 小結(jié)
        4.3.6 副噴嘴物料進(jìn)口速度的影響
            4.3.6.1 速度分布對(duì)比
            4.3.6.2 溫度分布對(duì)比
            4.3.6.3 合成氣參數(shù)對(duì)比
            4.3.6.4 小結(jié)
        4.3.7 副噴嘴傾角改變的影響
            4.3.7.1 速度分布對(duì)比
            4.3.7.2 溫度分布對(duì)比
            4.3.7.3 合成氣參數(shù)對(duì)比
            4.3.7.4 小結(jié)
        4.3.8 新型頂部多噴嘴爐與單一噴嘴爐型對(duì)比
            4.3.8.1 速度分布對(duì)比
            4.3.8.2 湍動(dòng)能分布對(duì)比
            4.3.8.3 溫度分布對(duì)比
            4.3.8.4 組分濃度分布對(duì)比
            4.3.8.5 小結(jié)
    4.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
5 全文總結(jié)與工作展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 工作展望
作者簡介



本文編號(hào)：3791898