两段式气流床氧/煤比对干煤粉气化特性的影响

论文摘要

基于Eulerian-Lagrangian方法建立了两段式干煤粉气流床的三维CFD计算流体动力学模型,利用均相与非均相多步化学反应动力学确定煤气化反应,用k-ε模型描述气相湍流流动,用随机轨道模型追踪煤粉颗粒的运动轨迹,模拟了气流床内的煤气化过程。在氧/煤质量比为0.9,1.0和1.1时,基于文献实验条件对不同反应机理进行数值模拟,通过结果对比获得最佳反应机理。考察了氧煤比为1.0时上下两阶段煤/氧比对煤气化特性的影响。结果表明,选用焦炭和挥发物完全燃烧反应、忽略CO参与气相燃烧反应的反应机理（Case E）的模拟结果与实验数据非常吻合,误差小于2%。当一级喷嘴（A-A水平）煤和氧化剂喷入量达到并超过给煤量和进气量的50wt%时,合成气组分、碳转化率和有效成分等气化炉总体性能指标较好。在一级喷嘴喷入70wt%煤和60wt%氧气时碳转化率最大,为99.6%,一级喷嘴喷入50wt%煤和50wt%氧气时合成气组分最佳,最大合成气产率为78.24mol%。

论文目录

• 1 前言
• 2 模型及数值模拟
•   2.1 气化炉结构
•   2.2 数学模型
•   2.3 燃烧气化模型
•   2.4 网格划分及模拟条件
• 3 结果与讨论
•   3.1 反应机理的选择与验证
•   3.2 氧/煤比对气化性能的影响
•     3.2.1 氧/煤比对气化温度的影响
•     3.2.2 氧/煤比对合成气组分浓度的影响
•     3.2.3 氧/煤比对碳转化率率及有效气体组组分的影响
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 王力军,徐凌锋,杜晓成

关键词: 两段式气流床,煤气化,数值模拟,氧煤比

来源: 过程工程学报 2019年04期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 燃料化工

单位: 沈阳航空航天大学能源与环境学院

基金: 辽宁省自然科学联合基金资助项目(编号:201602566)

分类号: TQ541

页码: 836-844

总页数: 9

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