發(fā)布時間：2020-06-20 05:34

【摘要】：在煤炭的轉(zhuǎn)化利用方面,循環(huán)流化床是一個很好的選擇。傳統(tǒng)的循環(huán)流化床大多由燃燒床和氣化床組成,其中,氣化床中煤熱解產(chǎn)生的焦油、輕烴氣體和無機氣體嚴重阻礙了煤炭的進一步氣化,進而降低煤炭的利用率。三床循環(huán)流化床(TBCFB)是集燃燒、熱解和氣化于一體的低階煤氣化耦合新工藝,能有效避免上述問題的發(fā)生,對于TBCFB,實現(xiàn)高固體循環(huán)通量是其高效、穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。在TBCFB中連續(xù)進出料鼓泡流化床設(shè)置了固體顆粒的進出口,比常規(guī)鼓泡流化床結(jié)構(gòu)更復(fù)雜。進出口的設(shè)置雖然有助于實現(xiàn)能量的高效循環(huán)利用,但限制了高固體循環(huán)通量的實現(xiàn)。其中,出口的限制已經(jīng)通過增設(shè)氣封床在一定程度上有所解決,進口的限制還需進一步研究。本文借助CFD軟件運用歐拉-歐拉雙流體模型,對TBCFB中連續(xù)進出料的鼓泡流化床進行數(shù)值模擬。論文中主要考察了進料管長度,進料管內(nèi)徑,表觀氣速,固體質(zhì)量循環(huán)通量和顆粒直徑對氣固流動特性的影響,并通過測定床層高度和壓降定量評價了流化質(zhì)量的好壞。結(jié)果表明,當進料管長度為1.1m,進料管內(nèi)徑大于等于0.1m,表觀氣速小于等于0.22m/s,床層流化質(zhì)量較好;隨著固體質(zhì)量循環(huán)通量的增加,進料口附近的固含率增大,床層固含率和高度也同時增大,在固體質(zhì)量循環(huán)通量為100kg/m2s和1000kg/m2s時,床層流化質(zhì)量較好;隨著顆粒粒徑的增大,維持最佳流化質(zhì)量的氣速也要增大。為了研究在高固體質(zhì)量循環(huán)通量下,如何設(shè)計進料管不會阻礙TBCFB循環(huán)系統(tǒng)的正常運行,通過建立進料系統(tǒng)的壓力平衡模型分別研究了固體質(zhì)量循環(huán)通量、固體顆粒與進料管管壁摩擦系數(shù)、進料管內(nèi)徑和進料管埋入深度對進料管內(nèi)固體顆粒堆積高度的影響。結(jié)果表明,固體質(zhì)量循環(huán)通量在較低范圍內(nèi)增加導(dǎo)致進料管內(nèi)固體堆積高度緩慢增加,但不會阻礙整個系統(tǒng)循環(huán);當固體質(zhì)量循環(huán)通量超過一定范圍時,進料管中固體顆粒堆積高度會迅速增加,很快就達到阻礙整個系統(tǒng)循環(huán)的程度。這些結(jié)果與文獻中實驗現(xiàn)象一致。管壁摩擦系數(shù)對進料管內(nèi)固體堆積高度影響不大,而其它因素影響較明顯。當進料管中固體顆粒堆積過高阻礙整個系統(tǒng)的正常循環(huán)時,可通過適當增大進料管內(nèi)徑或減小進料管埋入深度來降低進料管內(nèi)固體顆粒堆積高度,恢復(fù)系統(tǒng)正常運行。
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ541

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本文編號：2721956