检索结果-内蒙古大学图书馆

工程热物理学报 2024年第12期45卷 3899-3905页

作者：王可轩黄骞马鹏杨远平李水清清华大学能源与动力工程系热科学与动力工程教育部重点实验室北京100084

煤粉燃烧过程的颗粒物生成机理复杂,且受流场影响显著,因此发展流场耦合的颗粒物生成模型对碳中和约束下火电机组灵活运行的颗粒物控制十分重要。本文提出了一种将描述颗粒物生成的群平衡模型框架与反应器网络模型耦合的建模方法,可在... 详细信息

煤粉燃烧过程的颗粒物生成机理复杂,且受流场影响显著,因此发展流场耦合的颗粒物生成模型对碳中和约束下火电机组灵活运行的颗粒物控制十分重要。本文提出了一种将描述颗粒物生成的群平衡模型框架与反应器网络模型耦合的建模方法,可在适宜的计算量下刻画流场特性对颗粒演化动力学的影响。针对用于研究煤粉燃烧颗粒物演化的多元扩散平焰燃烧器,本文建立了一维级联的多反应器网络模型,表明可通过模型参数的调节准确复现流场关键温度分布特性。进而验证了群平衡–反应器网络耦合模型对煤粉燃烧过程的细颗粒物粒径分布特性具有良好的预测能力。

关键词：煤粉燃烧颗粒物群平衡模型反应器网络模型平焰燃烧器

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水煤浆水冷壁气化炉的反应器网络模型

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清华大学学报（自然科学版） 2013年第4期53卷 514-519页

作者：杨志伟王哲李政倪维斗清华大学热能工程系电力系统国家重点实验室清华-BP清洁能源研究中心北京100084

以中国新开发的分级给氧式水煤浆水冷壁气化炉为对象,建立了可应用于系统流程模拟的气化炉单元模型。该模型采用搭建反应器网络的方法模拟反应室内不同流动区域,然后耦合壁面两相渣层模型和水冷壁传热模型进行计算。模型计算得到的出口... 详细信息

以中国新开发的分级给氧式水煤浆水冷壁气化炉为对象,建立了可应用于系统流程模拟的气化炉单元模型。该模型采用搭建反应器网络的方法模拟反应室内不同流动区域,然后耦合壁面两相渣层模型和水冷壁传热模型进行计算。模型计算得到的出口气化温度、合成气成分和水冷壁产汽量与工业运行数据基本吻合,炉内气体温度分布与三维数值模拟结果相近。炉内温度、壁面渣层厚度和水冷壁温度的分布结果显示出水煤浆水冷壁气化炉独特的传热特性。

关键词：气流床气化炉水煤浆水冷壁分级给氧反应器网络模型

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水煤浆气化炉异常工况动态模拟研究

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高校化学工程学报 2017年第4期31卷 856-862页

作者：张强孙峰代正华许建良刘海峰于广锁化学品安全控制国家重点实验室中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院山东青岛266071 华东理工大学煤气化及能源化工教育部重点实验室上海200237

水煤浆气化炉在操作参数大幅变化的异常工况下运行时,气化炉温度大幅波动,合成气中可能含有氧气,不利于工厂安全稳定运行。基于气化炉流场分布,在Unisim Hysys软件中建立了水煤浆气化炉的反应器网络模型,以此为基础开发了气化炉的动态模... 详细信息

水煤浆气化炉在操作参数大幅变化的异常工况下运行时,气化炉温度大幅波动,合成气中可能含有氧气,不利于工厂安全稳定运行。基于气化炉流场分布,在Unisim Hysys软件中建立了水煤浆气化炉的反应器网络模型,以此为基础开发了气化炉的动态模型,研究了煤浆流量和煤浆浓度大幅降低两种异常工况下,气化炉出口合成气温度和组成的动态响应过程。研究结果表明:当煤浆流量降低30%(wt)以上时,气化炉温度超过2000℃,同时合成气中氧气含量不断升高;当煤浆浓度降低到35%(wt)时,合成气中氧气含量达到0.2%(v)左右。实际生产过程中应尽量避免煤浆流量和煤浆浓度的大幅变化。

关键词：水煤浆气化炉异常工况反应器网络模型动态模拟

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流化床-气流床耦合反应器中煤气化特性

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化工学报 2011年第12期62卷 3484-3491页

作者：陈晓辉贾亚龙冯杰房倚天李文英太原理工大学煤科学与技术教育部和山西省重点实验室山西太原030024 中国科学院山西煤炭化学研究所山西太原030001

利用化工动力学软件CHEMKIN建立了流化床-气流床耦合反应器等效网络模型,在300mm反应器中的煤气化实验结果基础上,充分考虑耦合反应器不同区域物料间两相流动、传质传热,对耦合反应器各部分流体力学特征以及耦合反应器中不同区域的化... 详细信息

利用化工动力学软件CHEMKIN建立了流化床-气流床耦合反应器等效网络模型,在300mm反应器中的煤气化实验结果基础上,充分考虑耦合反应器不同区域物料间两相流动、传质传热,对耦合反应器各部分流体力学特征以及耦合反应器中不同区域的化学反应进行了分析。利用模型对飞灰的碳转化率、耦合反应器的碳转化率、耦合反应器内温分布及物料停留时间进行计算,结果表明,流化床耦合气流床反应器后,气流床可将出口飞灰碳转化64.1%,实现了耦合反应器对飞灰的再气化;耦合反应器煤气化系统的碳转化率由单独流化床的84.9%提高到92.2%。

关键词：煤气化耦合反应器反应器网络模型碳转化率

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射流床煤气化反应网络模型的构建与应用

射流床煤气化反应网络模型的构建与应用

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作者：侯学成太原理工大学

学位级别：硕士

煤气化是最有潜力的煤炭洁净高效转化技术,是煤基多联产系统的关键技术和重要环节。射流床煤气化作为煤气化技术的重要组成部分,具有广阔应用前景,目前该项工艺正面临着工业放大及长期稳定运行等问题的考验。完善考虑传质及反应器尺寸... 详细信息

煤气化是最有潜力的煤炭洁净高效转化技术,是煤基多联产系统的关键技术和重要环节。射流床煤气化作为煤气化技术的重要组成部分,具有广阔应用前景,目前该项工艺正面临着工业放大及长期稳定运行等问题的考验。完善考虑传质及反应器尺寸等影响因素的射流床煤气化反应理论,得到炉内有效气体组成随反应条件及由于反应器尺寸放大造成的变化规律,对于射流床煤气化炉的操作条件优化、产品气的调控及工业放大设计具有重要理论价值。前期大量试验研究工作表明,沿用传统实验手段开展煤气化理论研究工作已经表现出明显的缺陷。相比于通过实验手段摸索,构建煤气化反应器数学模型可以更方便快捷的获得射流流化床煤气化反应理论。本文研究内容从实验数据出发,首先根据射流流化床内流体力学特性,通过对反应器内各区域反应过程的认识和区域的划分,采用化工动力学软件CHEMKIN构建了射流床煤气化炉的等效反应器网络模型;然后应用模型深入解析不同操作条件下射流床煤气化炉内各区域温度、范围的变化情况,探讨炉内各区域温度、范围变化对产气组成的影响规律,揭示射流床煤气化炉内的气化反应过程;论文最后对射流床尺寸效应影响煤气组成的原因进行初步讨论,为实现射流床煤气化技术特别是灰熔聚粉煤流化床气化工艺的设计、操作参数优化及进一步放大提供理论指导。通过射流床煤气化反应器等效模型的建立和计算分析,本文得到主要结果和结论如下: 1.构建了射流床煤气化炉的等效反应器网络模型,引入射流直径和射流深度作为划分气化炉内反应区域的依据,获得了较为准确的区域范围。将反应器进行分区计算,克服了将煤气化反应器视为一个整体,在“黑箱”状态进行气化过程研究的弊端,可体现煤气化在炉内各区域的反应过程。 2.计算过程考虑炉壁散热损失和灰渣带出热损,输入参数中包括煤粒性质、不同部位不同气化剂进料量以及气化炉结构和尺寸效应,考虑影响因素更全面,使所建模型与实际射流床气化炉等效性更好。模型计算数据与实验值对比,证明模型准确可靠。 3.射流床煤气化炉内高温射流区对煤气组成和气化炉的稳定运行至关重要。中心管进氧量增加,射流区体积由708 cm3增大到1999 cm3,炉内燃烧反应加剧,温度由1453K上升到1759K,已超出晋城无烟煤灰熔点,炉内物料易结渣,不利于气化炉的稳定运行;物料碳转化率由初始的68.16%上升到97.38%;同时炉内浓相区出口组成中CO和H2O含量发生明显变化:CO含量随之升高,摩尔分数分别为9.34%、17.62%、20.64%;H2O含量随之降低,摩尔分数分别为50.40%、40.70%、38.49%,是出口煤气组成变化的主要原因。处理煤量增加,射流高温区温度由1718K降低到1566K;物料碳转化率由98.0%降低为74.4%,碳转化率急剧降低,不利于炉内物料的转化;射流区温度降低,造成浓相区出口组成中H2、H2O含量变化明显:H2含量随之升高,摩尔分数分别为16.72%、19.18%。20.88%;H2O含量降低,摩尔分数分别为44.11%、40.70%、39.07%,是出口煤气组成变化的主要原因。 4.射流床在流体力学相似性无因次数组基础上进行放大时,不同高径比放大对出口煤气组成影响不同。在物料传质方面,反应器放大后,单位体积传质面积都变小,炉内物料传递能力变差;在停留时间方面,由于床高的增加和反应器内传质速率的降低,物料停留时间都变长;在对产气组成的影响方面,保持基本的几何相似原则对维持气化炉产气组成恒定相当重要,而变高径比放大的反应器流体力学相似性变化对出口产气组成影响显著。

关键词：煤气化射流床反应器网络模型操作条件体积效应

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