【摘要】：褐煤約占我國煤炭總儲量的13%,其主要利用方式是燃燒發(fā)電,但會帶來嚴重的環(huán)境污染;氣化可以實現(xiàn)褐煤的高效清潔利用。密相輸運床褐煤氣化技術不僅可以保證氣固混合、傳熱傳質和化學反應過程的高效進行,還能提高褐煤碳的轉化率。本文以密相輸運床褐煤氣化過程為研究對象,采用數(shù)值模擬方法對密相輸運床提升管內(nèi)的流動反應進行研究。基于歐拉-歐拉模型,耦合褐煤氣化反應動力學模型,建立了密相輸運床褐煤氣化過程的CFD模型。其中,選用標準k-ε模型求解氣相湍流方程;采用EMMS曳力模型描述氣固相間作用力;使用CPD模型和MGAS模型描述氣化反應過程。提升管內(nèi)氣固流動特性的研究表明:加煤口以下,氣相速度沿提升管高度方向緩慢增加,在加煤口和返料口附近,速度明顯增加;從提升管壁面到中心處,氣速逐步減小。煤粉顆粒速度沿提升管軸向方向不斷增加,在加煤口附近增加較快,其后不變。床料顆粒速度在返料口和加煤口附近增加較快,加煤口以上速度增幅下降。床料顆粒濃度在加煤口附近最大,之后有所減小并趨于穩(wěn)定�？疾炝颂嵘軆�(nèi)主要氣相組分的軸徑向濃度分布。結果表明,在加煤口位置以下,CO和H2摩爾分數(shù)較低;而在加煤口以上區(qū)域快速增加。CO2濃度沿提升管高度方向先增加后減少。徑向方向上,從提升管壁面到中心處,CO摩爾分數(shù)逐漸減少。進一步研究了操作參數(shù)對煤氣化過程的影響。隨著氧氣/煤比的增加,CO摩爾分數(shù)逐漸降低,H2摩爾分數(shù)逐漸增加,CO2摩爾分數(shù)先增加后降低;碳轉化率和合成氣熱值增大。隨著蒸汽/煤比的增加,CO摩爾分數(shù)先增加后降低其后保持不變,H2摩爾分數(shù)單調增加,CO2摩爾分數(shù)逐步減小后不變;當蒸汽/煤比為0.10時,碳轉化率達到最大。隨著操作壓力的增加,CO摩爾分數(shù)不斷增加,H2摩爾分數(shù)先增加后減少,CO2摩爾分數(shù)先減小后增加;碳轉化率上升,合成氣熱值先增加后保持不變。
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華北電力大學碩士學位論文逡逑的外部擴散速率、灰層擴散速率及化學反應速率［４２］。該模型基于固體顆粒粒徑逡逑不變的未反應收縮核模型，如圖２－１所示，其表達式如下：逡逑Ｒ￣邋＝邋ＡｐＴｌｒＹｊＲｊｉｒ邐（２－４４）逡逑（２－４５）逡逑＃邐邐—￣邋ｄｐ￣邋—邐－？逡逑圖２－１煤粉燃燒未反應收縮核模型示意圖逡逑式中邋！，

本文編號：2607697