铁基化学链燃烧中试系统的数值模拟

发布时间：2020-05-17 18:22

【摘要】：化学链燃烧技术作为一种新型的碳捕集技术,具有能耗低,CO_2内分离等优点,发展前景较为广阔。本文对燃料反应器和空气反应器内的气固流动特性及化学反应进行了数值模拟,结果如下:模拟了进气速度和载氧体颗粒直径对燃料反应器和空气反应器内冷态流化特性的影响。结果表明:在燃料反应器中,随着进气速度提高,燃料反应器中的气泡体积和床层高度都会增大,气体压降的变化没有明显规律,但是其波动会增强,气体上升速度和载氧体颗粒流动速度略有提高;随着颗粒直径增大,床层中的气泡体积、气体压降、气体上升速度和载氧体颗粒流动速度都会减小。在空气反应器中,随着进气速度提高,载氧体颗粒飞出反应器时间缩短,反应器中载氧体颗粒浓度降低,造成气体压降降低,气体上升速度加快;颗粒直径增大,载氧体颗粒易发生团聚现象,气体压降升高,气体上升速度在不同区域变化不同,由于颗粒之间碰撞较多,局部区域颗粒流动速度加快。模拟了温度、进气速度和气体浓度对燃料反应器中化学链燃烧过程的影响以及温度和进气速度对空气反应器中化学链燃烧过程的影响,结果表明:燃料反应器中,温度升高会加快反应速率,能够提高燃料的转化率;进气速度提高,床层中气泡体积增大,燃料转化率会降低;气体燃料浓度的变化会改变反应器内的流化状态,其中H_2浓度的变化对H_2的转化率影响较小,而CO的浓度增大,部分CO可能未完全反应而流出床层,降低燃料转化率。空气反应器中,适当提高温度能够提高载氧体的氧化程度,使载氧体相同时间内携带更多的氧;进气速度越大,载氧体颗粒飞出反应器的时间越短,且进气速度的变化对氧的消耗率影响不大。
【图文】：

化学链燃烧原理图

燃料反应器网格划分示，，其网格划分如图3-2所示
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X701;TK16

【参考文献】

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本文编号：2668975