平行射流煤粉柔和气化探索

发布时间：2023-10-29 11:20

　　中国是能源消耗大国,一次能源中煤炭占比稳居第一且将长期保持,如何高效清洁利用煤炭具有重要的意义。煤通过气化然后再利用是有前景的清洁高效方式之一。本文借鉴柔和燃烧概念,开展了煤粉柔和气化相关的研究。柔和燃烧来源于高温空气燃烧,通过近年来的研究发现,柔和燃烧具有较多的优点,比如低污染、燃烧稳定、温度分布均匀等,并且具有燃料灵活的特点。研究表明,气体燃料、液体燃料和固体燃料在适当的条件下都可以实现柔和燃烧。煤粉柔和气化相对煤粉柔和燃烧来说,具有更大的挑战性,柔和气化空气和煤粉的比例更小,通过空气来组织流动更难。本文在课题组前期研究的基础上开展了以下工作:首先,改进利用现有试验台,开展了不同工况的柔和气化试验探索。分析现有方案存在的问题,为下一步工作提供基础,加深认识。通过试验研究发现,现有气化炉工作时,散热较大导致炉膛内气化温度偏低。总体碳转化率较低。现有卧式炉膛底部容易堆积渣,影响流动组织。基于平行射流卷吸形成大回流的思想,在已有工作的基础上开展煤粉输送方式及喷嘴布置方案、炉体卧式及竖立等对流动结构、煤粉分布均匀性的影响等,采用数值模拟的方法探索可行的流动组织方式。考虑重力使得颗粒平均停留...

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 选题的背景及意义
    1.2 煤粉燃烧/气化技术进展
        1.2.1 煤粉燃烧的低NO_x燃烧技术
        1.2.2 煤粉气化技术
        1.2.3 小结
    1.3 柔和燃烧/气化简介及国内外进展
        1.3.1 柔和燃烧简介
        1.3.2 柔和燃烧/气化的国内外研究进展
    1.4 课题研究内容
第2章 数值模拟方法及验证
    2.1 数值模拟方法
        2.1.1 控制方程
        2.1.2 湍流模型
        2.1.3 两相流模型
        2.1.4 辐射模型
        2.1.5 挥发分析出模型
        2.1.6 燃烧模型
    2.2 数值模拟验证
    2.3 小结
第3章 煤粉柔和气化试验
    3.1 试验装置简介
        3.1.1 煤粉输送装置
        3.1.2 气化炉体
        3.1.3 测量方法
        3.1.4 煤粉物性参数
    3.2 煤粉柔和气化试验
        3.2.1 试验工况
        3.2.2 试验结果与分析
    3.3 本章小结
第4章 煤粉柔和气化头部方案对比
    4.1 模拟方法与方案
    4.2 结果分析
        4.2.1 重力影响
        4.2.2 喷嘴中心距影响
        4.2.3 一次风布置影响
    4.3 本章小结
第5章 炉膛设计
    5.1 炉膛尺寸确定
        5.1.1 炉膛散热量计算方法
        5.1.2 炉壁材料厚度对散热的影响
        5.1.3 选定炉膛尺寸
    5.2 考虑炉壁渣层的影响
        5.2.1 煤灰粘性
        5.2.2 渣层模拟模型
        5.2.3 模拟结果与分析
    5.3 本章小结
第6章 结论和展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果



本文编号：3857976