【摘要】：我國(guó)低階煤的儲(chǔ)量豐富,以準(zhǔn)東煤為代表的低階煤水分和揮發(fā)分含量高,在其直接利用過(guò)程中,燃燒或氣化的效率較低。根據(jù)低階煤的組成成分和結(jié)構(gòu)特點(diǎn),先熱解提取其中揮發(fā)份,再氣化燃燒剩余煤焦,實(shí)現(xiàn)其梯級(jí)轉(zhuǎn)化將有效提高資源的利用率。本文針對(duì)低階煤梯級(jí)轉(zhuǎn)化工藝流程中煤焦的氣化問(wèn)題,提出了一種采用臥式旋風(fēng)爐的氣化方法。首先在加壓熱重上進(jìn)行了不同壓力下的低階煤煤焦氣化實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果用于對(duì)氣化動(dòng)力學(xué)模型的修正。用數(shù)值模擬軟件進(jìn)行了煤焦的氣化模擬,并編程將灰渣沉積流動(dòng)等子模型與Fluent進(jìn)行耦合,完善了熱態(tài)的氣化模型。在加壓熱重進(jìn)行了不同壓力下準(zhǔn)東煤煤焦氣化實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明加壓能一定程度上提高氣化反應(yīng)速率,但其促進(jìn)作用存在一個(gè)極限值;采用等溫法分析了準(zhǔn)東煤煤焦氣化的動(dòng)力學(xué),發(fā)現(xiàn)其在加壓下的二氧化碳?xì)饣钚暂^好,活化能較低。氣化爐的冷態(tài)模擬結(jié)果表明:縮口直徑和縮口長(zhǎng)度決定著環(huán)室回流和中心回流;噴口結(jié)構(gòu)對(duì)爐內(nèi)速度場(chǎng)、壓力場(chǎng)、湍流結(jié)構(gòu)有重要影響;噴入煤粉顆粒以后,氣相流場(chǎng)的最大速度較單相流動(dòng)有了明顯下降,動(dòng)量有損失,平均湍流強(qiáng)度有了提升。灰渣沉積流動(dòng)模型和氣化爐熱態(tài)模型的耦合模擬表明:煤灰顆粒的沉積速率在氣化爐中部較大,而在氣化爐頂部入口和底部較低;在氣化爐中后部渣液流動(dòng)穩(wěn)定后,厚度能達(dá)到幾毫米,流動(dòng)速度為幾毫米每秒;考慮煤焦顆粒在壁面沉積后高溫區(qū)有所提前,氣化爐出口CO2的含量降低;考慮灰渣傳熱熱阻的影響后,壁面總傳熱熱阻明顯增大,局部熱流密度降低很多;對(duì)二氧化碳?xì)饣磻?yīng)的動(dòng)力學(xué)參數(shù)用實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行修正后,碳轉(zhuǎn)化率有小幅提升,爐內(nèi)平均溫度較修正前略低,一氧化碳的比例有所上升。
【圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文的影響[9]。由此可見(jiàn)，每一層次的結(jié)果都受到上一層次的決定或影響，第一層次是關(guān)鍵的控制依據(jù)，可以作為可控的設(shè)計(jì)結(jié)果。所以該層次機(jī)型為氣化爐的設(shè)計(jì)和氣化技術(shù)的評(píng)價(jià)提供了非常好參考依據(jù)，有益于我計(jì)新型氣化爐，評(píng)價(jià)氣化技術(shù)。基于對(duì)以上現(xiàn)代主流氣流床氣化技術(shù)的，可見(jiàn)不同技術(shù)都存在一定不足和使用局限性，對(duì)于本文所研究低階煤煤焦的氣化并不一定適用，但以上主流技術(shù)和層次機(jī)理模型的設(shè)計(jì)思路本文的煤粉旋風(fēng)氣化技術(shù)研發(fā)有重要借鑒意義。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文進(jìn)煤的改進(jìn)型。臥式旋風(fēng)爐的結(jié)構(gòu)如圖 1-2 所示，其湊，單位容積熱負(fù)荷高，出口端的縮口結(jié)構(gòu)能形成強(qiáng)較高燃燒強(qiáng)度且同時(shí)具有很強(qiáng)的灰捕集能力[11]。由于，值得探索其在本文煤焦氣化方案中的應(yīng)用前景。技術(shù)在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)比較成熟，具有多年的經(jīng)驗(yàn)積累。D燃燒方式，分析了燃燒過(guò)程中的機(jī)理并總結(jié)了其旋流點(diǎn)[12]。Parida 等研究了旋風(fēng)爐內(nèi)的結(jié)渣特性，綜合考率，驗(yàn)證了高灰熔點(diǎn)煤在臥式旋風(fēng)爐燃燒中的可行性現(xiàn)狀來(lái)看，，其中北京高碑店熱電廠(chǎng)的 4 臺(tái) 830 t/h 液態(tài)運(yùn)行 6700 小時(shí)，標(biāo)志著液態(tài)排渣旋風(fēng)燃燒技術(shù)的成熟
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TQ546

【參考文獻(xiàn)】

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1 徐明厚,鄭楚光,HE X G,AZEVEDO J L T,CARVALHO M G;煤灰沉積的傳熱過(guò)程模型及其數(shù)值研究[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2002年01期

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2 石旭;煤粉旋風(fēng)氣化過(guò)程的數(shù)值模擬[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2637133