褐煤脉冲式气流干燥过程传递模型与工艺设计

发布时间：2018-04-21 11:13

本文选题：褐煤干燥 + 脉冲式气流干燥　；参考：《大连理工大学》2015年硕士论文

【摘要】：世界储量丰富的煤炭资源让其在能源领域占有不可替代的地位。我国紧缺的石油、天然气资源现状,也确定了我国大力发展煤化工产业的战略目标。面对我国过度开采优质煤的现状,人们已经将发展的目光对准了褐煤资源。我国褐煤资源丰富,但作为煤化程度较低的煤种,其开发利用受到高挥发分、高湿含量、低热值等特性的限制。褐煤直接燃烧不仅热利用率低,亦不满足清洁燃料的要求。对其进行气化、液化、热解、干燥等提质利用是褐煤清洁利用的主要途径。本文以褐煤干燥提质为目的,建立了气流干燥过程传递数学模型；以该数学模型为依据,明确脉冲式气流干燥器管径及高度的计算依据；完成了脉冲式气流干燥系统的工艺设计,在投资小、设备简易的条件下实现褐煤干燥提质要求；对脉冲式气流干燥系统内气-固两相流动进行了数值模拟分析。以气流干燥技术为依托,颗粒在气流中的受力情况为基础,建立包括颗粒加速运动、颗粒减速运动在内的脉冲式气流干燥过程动量-热量传递数学模型。在实验室条件下,研究小型褐煤脉冲式气流干燥性能;将实验的颗粒湿含量沿管高分布等情况与传递数学模型计算结果进行对比分析,验证传递数学模型的可靠性。分析脉冲管高度及气-固传热量等与气-固相相对速度的数值关系,并明确脉冲管各段管径及高度的设计依据,为脉冲式气流干燥装置设计提供设计基础。脉冲式气流干燥工艺的设计包括烟气部分循环工艺、脉冲式气流干燥器的尺寸设计,并辅以螺旋加料器、旋风分离器、袋式除尘器等的设计及选型。在工艺设计基础上,建立了脉冲式气流干燥过程的阻力模型,计算过程压降,并以此完成鼓风机及引风机的选型。本文亦设计了与脉冲管高度相同的等径式气流干燥器,对两种结构的气流干燥器的干燥效果进行分析,并从烟气温度、颗粒湿含量、体积传热系数等沿干燥管高度分布的角度分析脉冲式气流干燥高效性的主要因素。利用计算流体力学软件FLUENT,对所设计的脉冲式气流干燥器作适当简化,建立了进气管与进料管平行排布和垂直排布两种不同的结构模型,对其中的气-固两相流动情况作数值模拟。根据模拟结果,分析了不同结构下气流场的速度、压力分布以及颗粒轨迹情况,证实垂直排布的结构可以形成较稳定的气-固两相流动。
[Abstract]:Coal resources are abundant in the world , which makes it occupy an irreplaceable position in the field of energy . The present situation of China ' s shortage of petroleum and natural gas resources also determines the strategic objective of China ' s strong development of coal chemical industry .
Based on the mathematical model , the calculation basis of the diameter and height of the pulse - type air dryer is determined .
The process design of pulse air drying system is completed , and the requirement of lignite drying and upgrading is realized under the condition of small investment and simple equipment ;
In this paper , the numerical simulation of the gas - solid two - phase flow in a pulsed gas - flow drying system is carried out . Based on the air - flow drying technology , a mathematical model of the momentum - heat transfer of the pulsed gas flow drying process including particle acceleration and particle deceleration is established .

【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD849.2

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