TEXACO水煤浆气化炉的建模及仿真研究

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分类号UDC密级学号彳屈大季硕士学位论文论文题目:TEXACO水煤浆气化炉的建模及仿真研究论文作者:李斌娄嘉、警嚣蓉:唐胜利教授重庆大学申请学位级别:硕士专业名称:热能工程论文提交日期:年月日答辩日期:年月日学位授予单位:重庆大学授位日期:年月日答辩委员会主席:何祖威教授论文评阅人:张键高级工程师杨晨副教授年月日重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要为了节省能源,提高发电效率,解决我国严重的环境污染问题,发展洁净煤技术自然就提高到了重要的战略地位。Texaco(德士古)水煤浆气化技术作为一种经济高效清洁的洁净煤技术,在化工行业得到了广泛的应用,(bined—Cycle)中也开始得到推广应用。Texaco水煤浆气化是一个及其复杂的物理化学反应过程,Texaco水煤浆气化过程的建模和仿真研究已成为~门新兴课题,具有极大基础研究和工程技术研究价值。本文以一个Texaco水煤浆气化炉为研究对象,在分析研究国内外有关Texaco气化炉建模与仿真研究状况的基础上,建立YTexaco水煤浆气化炉的动态数学模型。建模采用“小室模型”方法,将气化炉分为多个小室,分别建立各个小室中种气体CO,COz,H,,N,CH,Hs,H成份、固体及碳的质量平衡模型以及总体能量平衡模型。本模型详细考虑了气固流动过程以及包括挥发份释放燃烧、焦炭的燃烧气化反应、水煤气反应、C还原、变换反应、甲烷化反应等种均相和异相反应在内的化学反应过程,使得本模型能够较全面地分析Texaco气化炉气化反应过程的主要物理化学动力过程。本文以Texaco气化炉的动态数学模型为基础,利用ACSL高级连续系统仿真语言工具开发了Texaco气化炉的动态仿真模型,并进行了模型的稳态计算,计算结果与相关试验数据相符。在仿真模型地基础上进行了水煤浆浓度、氧煤比等扰动下的仿真试验,试验结果趋势正确。分析结果表明本文建立的数学模型准确可靠,仿真模型具有较强的实用性。应用本模型能够对Texaco气化炉进行动态性能计算及分析研究,能够为气化炉的设计、运行、工艺及参数优化研究提供理论依据。关键词:气化炉,水煤浆,气化,建模,T(CleaningCoalTechnique)hasbeendevelopedtoastrategicdegreenaturallysoastosaveenergy,toincreasetheefficiencyofgeneratingelectricityandtosolvetheatmosphericpollutioninChina.TGPtechniquethatisoneofhigh—efficiencycleancoaltechnique,notonlyhasbeenwidelyusedinchemicalindustry,gradually.plexphysicalandchemistryprocess;eanewtypesubject,whichworkhasimportantvalueforfundamentalstudyandengineeringtechniquestudy.Alarge—scaleTexacocoalwaterslurrygasifieristakenasstudysubjeetinthispaper.BasedontheanalyzingofstudystatusaboutmodelingandsimulationforTexacogasifierinthedomesticandinternational,amathematicalmodelforTexacocoalwaterslurrygasifierisestablished.ponentssuchasCO,COz,H,,N,CH.HS,H,solidflowrate,carbonflowrateandtotalenergybalanceequationaresetuprespectively.bustionreactionsofvolatile,bustionandgasificationreactionofcarbon,watergasreaction,ountindetail.prehensiveanalyzed.Basedontheestablisheddynamicmathematicalmodel,adynamicsimulationmodelhasdevelopedbyusingACSLsimulationt.Firstly,thesteadycalculationformodeliscarried".ordwimrelativeexperimentdata.andprovideabasisfornextsimulationexperiment.Basedontheestablisheddynamicsimulationmodel,aseriesofdynamicsimulationexperimenthavebeendonebyusingthissimulationmodel.whichincludethesimulationexperimentofstepdisturbanceaboutCWSdensity,disturbancetheratioofandCandSOon.Thesimulationresultscurrentiscorrect.urateandcredible,andprovedthatthesimulationmodelispractical.ThismodelisapplicabletothebasicstudyforTexacocoalwaterslurrytechnique,andtoSteadyanddynamicperformancestudyforTexacogasification,andcarlprovidea重庆大学硕士学位论文英文摘要academicreferenceforthedesign,operation,technicsandparameteroptimizationstudyforaTexacogasifier.keyword:gasifier,coalwaterslurry,gasification,modeling,simulationIII重庆大学硕士学位论文符号说明∥ZpScsh单位%U“kg·K)%mm/smKmol/jKmolkJ/(Kmol·足、”MPQ杉Kmol/Kmol符号说明说明挥发份成份百分比频率因子比热或浓度重量浓度直径扩散系数活化能气体摩尔流率化学反应速率常数摩尔数气体反应速率气体常数温度[C/[C]压力热量固体颗粒的相对含碳量气体摩尔浓度重量或质量流量希腊符号kg/(m·s)ked(m·S)粘度KW/(m·K)导热系数堙/m密度机械因子准则数施密特数Sherwood数Vi耢cGdr重庆大学硕士学位论文符号说明N。PrRe努谢尔数普郎特数雷诺数空隙率下标初始状态、参考状态焦炭气体小室数气体组分焦炭档数定压条件固体挥发份VCpSV重庆

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