水煤浆烧嘴燃烧特性的数值模拟研究

采用了标准湍流k-e模型的2方程模型,DPM模型,基于体积和颗粒表面化学反应的混合物涡耗散模型,热辐射P1模型方程,及能量守恒方程,对水煤浆烧嘴管路和燃烧炉内的流体流动、反应和传热进行了数值模拟计算,主要研究探索了水煤浆烧嘴的燃烧特性,考察了速度场、温度场、煤炭颗粒大小的密度轨迹和燃烧各组分的质量分数。结果表明,5个基于体积和颗粒表面的燃烧化学反应的求解、湍流模型和DPM模型的设置,能够较为准确地描述出水煤浆燃烧率高达99%的高效燃烧过程,以及燃烧挥发过程中引发的速度、温度、组分质量分数等参数的变化过程,为水煤浆烧嘴的进一步研发设计提供了有力的参考依据,不仅缩短了研发周期,而且节约了成本。     

基于湍流涡调控的煤气化渣炭-灰浮选分离过程强化

煤气化渣因炭、灰包裹夹杂严重、嵌布粒度细,导致浮选分离困难,制约了其资源化利用。浮选大多发生在湍流环境中,调控湍流是强化微细颗粒矿物浮选回收的有效途径,湍流小尺度涡直接作用于微细颗粒运动,研究借助涡流发生器实施湍流涡调控以进行煤气化渣中的炭-灰浮选分离过程强化。利用计算流体力学数值模拟对涡流矿化管内部流场进行数值计算,分析涡流发生器结构对湍流特征参量及煤气化渣浮选指标的影响,在此基础上设计了与矿物可浮性相适配的梯级涡流浮选过程。结果表明：管内矩形涡流发生器可诱导出发卡涡、流向涡及旋转方向相反的二次流向涡对,涡-涡、涡-主流之间的交互作用显著提高了湍流动能、降低了涡尺度,有利于微细颗粒与气泡间的碰撞。涡流发生器的倾斜角度从25°增至55°时,湍流动能均值由0.041 m²/s²增到0.142 m²/s²,最小涡尺度均值由16.10μm减至10.34μm。采用内置结构相同涡流发生器的均衡涡流浮选装置对煤气化渣进行炭-灰浮选分离试验,不同粒级浮选回收率表明,粒度越细,需要的湍流动能越大、涡尺度越小,诱发的...     

基于MATLAB的固定床煤气化过程动力学模型的模拟研究

以原煤、半焦和焦炭为原料,二氧化碳、水蒸气为气化剂在固定床气化炉内进行气化,根据3种原料的动力学参数建立数学模型,用MATLAB软件编写模拟程序求解常微分方程组,采用打靶法对固定床气化炉从底部开始的每一个微元体进行模拟计算,根据模拟结果可知原煤、半焦和焦炭3种原料在固定床气化炉内气化反应温度随床层高度的增加先升高后降低,反应活性为原煤的最好,半焦次之,焦炭的反应活性最差。     

袋式除尘器内部湍流流场数值模拟研究

袋式除尘器内部有着复杂的湍流流场,形成的漩涡回流易造成尾部滤袋磨损和破坏。针对这一问题,利用CFD软件对袋式除尘器内部湍流流场分布进行了数值模拟。通过设置入口速度等边界条件,采用k-ε湍流模型模拟气相流动,分析了袋式除尘器内部各处速度流场、气体流场轨迹的情况,为袋式除尘器的改进和设计提供了理论依据。     

重介质旋流器流场湍流数值计算模型的选择

简述了重介质旋流器理论研究的现状,给出了计算流体力学基本方程及各种湍流数值计算模型.在相同边界条件下采用k-ε,RNG,RSM三个模型对重介质旋流器流场进行试探性数值模拟,并与相同边界条件的试验测量结果进行比较,最后选定RSM模型用于重介质旋流器流场数值模拟的湍流模型.     

湍流对水力旋流器内颗粒运动行为影响的数值模拟研究

分析了水力旋流器内固体颗粒所受到的随机作用力湍流脉动的影响,认为湍流频率的变化对颗粒与流体间的跟随性有显著的影响。在此基础上对不同粒径的固体颗粒的运动轨迹进行了数值模拟,进一步形象直观地描述了湍流对固体颗粒运动行为的影响。     

基于ASPEN PLUS的固定床煤气化稳态模拟方法研究

用ASPEN PLUS软件对固定床煤气化过程进行模拟,采用带FORTRAN气化动力学子程序的串联全混流反应器来代替Gibbs反应器,能够更好地反映气化炉的真实反应情况,结果表明该模型与实际固定床煤气化的反应结果吻合较好。利用该模型研究了串联釜数对碳转化率及出口温度的影响,研究表明：随着釜数的增加,碳转化率和出口温度更加接近于实际数据;在保证模拟精度的前提下,较少的釜数有利于减少计算量。     

XJM-S8型浮选机数值模拟及湍流特性分析

利用计算流体力学方法通过数值模拟分析了XJM-S8型浮选机的液流运动状态和湍流运动特征,得出如下结论:XJM-S8型浮选机槽内湍动能、湍流强度、湍流耗散率关于叶轮中心呈对称分布;XJM-S8型浮选机的搅拌区域在槽体下部0.7m以下,在0.7m以上部分是相对平稳的浮选分离区域,搅拌区域的湍流强度约为分离区域的6倍,这表明该浮选机的结构合理,矿浆运动状态符合浮选过程要求。     

应用不同湍流模型计算风机叶道内流场的比较

采用有限体积法的中心格式求解Navier-Stokes方程,分别使用零方程Baldwin-Lomax和方程Spalart-Allmara两种湍流模型,对通风机内流场进行了研究。通过具体算例对这两种湍流模型进行比较,并发现它们在通风机流场计算中有所不同。Baldwin-Lomax模型结构简单,使用方便,而Spalart-Allmaras模型的特点在于它的壁面附近不需要非常精细的网格,同时在黏性层、分离区的分辨能力也比Baldwin-Lomax模型高,但所需的计算时间比Baldwin-Lomax模型要长。     

3种煤焦的CO2气化反应特性及动力学模型

为探索不同煤种的气化反应特性及其动力学,以神木煤、新疆准东煤和印尼加里曼丹岛煤3种煤质差异较大的低阶煤为原料,在水平管式炉上制备了3种煤样的900 ℃快速热解煤焦,并采用热重分析仪考察了3种煤焦的非等温和等温气化特性,用分布活化能模型和随机孔模型拟合了煤焦的CO2气化反应速率与碳转化率间的关系。研究结果表明：煤焦的非等温气化反应活性和等温气化反应活性存在一定的差异,气化温度、煤种及煤灰分中的碱金属均影响气化反应活性,煤焦的等温气化反应活性为印尼加里曼丹岛煤焦的最高,神木煤焦最低,气化温度对神木煤焦的影响更显著。分布活化能模型和随机孔模型计算的活化能存在一定的关联;随机孔模型能较好地拟合煤焦气化实验数据。     

气化参数对空气等离子体煤气化过程的影响

讨论了在水蒸气参与下的空气等离子体煤气化过程，结果发现：等离子发生器功率的增加，可以大幅度地提高煤气中H2，CO含量，降低CO2含量，同时也可大幅度地提高碳转化率．在保证进入反应器的煤粒有一定动量的前提下尽量减少空气量；水蒸气输入量适量增加有利于H2含量增加，过量的水蒸气将使碳转化率下降；加大反应器的煤处理量会带来碳转化率的降低；适当条件下煤的转化率可超过95％．气相产物中没有检测到甲烷．同时没有发现液相产物．     

煤炭地下气化酚污染迁移数值模拟

基于我国西部某煤炭地下气化试验,以气化特征污染物之一--挥发酚为例,建立地下水流运动和污染物迁移数学模型,对气化炉闭炉后的污染物迁移规律进行了数值模拟。结果表明： 20 a 预测期内,挥发酚具有极弱的向煤层隔水顶板上覆咸水含水层的迁移倾向,水动力弥散是其迁移的主要方式;煤层内部挥发酚的迁移只发生在燃空区附近,在气化后20 a,污染晕为以燃空区为中心的椭圆形,长轴方向大约500 m,短轴方向大约300 m,煤层的低渗透性、水力坡度小和介质的吸附作用是阻碍挥发酚在煤层内扩展的主要原因;煤层与含水层之间的水头差、燃空区上下方隔水层的破坏程度和范围以及水动力弥散作用是含水层污染评价的关键因素。地下水污染风险须通过科学选址、气化过程控污、煤层燃空区污染处理等措施进行综合防治。     

基于ChemCAD的气流床粉煤加压气化工艺参数仿真优化

基于ChemCAD仿真软件,采用Gibbs最小自由能方法作为气化反应模型,建立了Shell粉煤加压气流床气化仿真模型。针对氧煤比、蒸汽煤比和气化压力3个主要工艺参数,安排了3因子3水平的全析因仿真实验,分析了各工艺参数对气化性能的影响。结果表明：氧煤比是影响产气率和粗煤气有效成分的重要因素,同时对消耗指标的亦有显著影响。产气率等效益指标随氧煤比的增加而增加,而消耗指标则随氧煤比的增加而减少;蒸汽煤比可以提高产气率,但主要影响H 2的含量,各消耗指标会随着蒸汽煤比的增加而减少;压力对煤气化性能指标影响不显著。进而,采用综合平衡优化方法,对煤气化工艺参数进行了综合优化,以协调各指标间可能的冲突,寻找到一组使各指标尽可能最优工艺参数的组合。     

鄂庄薄煤层富氧地下气化模型试验

研究了不同富氧浓度下，出口煤气有效组分含量、热值、产气率及热效率的变化规律.试验结果表明：随着氧气浓度的增加，煤气中H₂,CO含量及热值增加，但当O₂浓度大于84%时，煤气中有效气体组分含量及热值上升幅度减小；随着富氧浓度的提高煤气产率下降，气化效率在44.47%～64.91%之间；薄煤层富氧-水蒸汽气化能够连续生产有效气体组分（H₂+CO+CH₄）大于59.56%、热值在8.2 MJ/m3以上的煤气，并能有效地控制气化炉温度，保持煤气组分和热值的稳定.      

浅析煤炭气化技术及发展趋势

主要阐述了煤炭气化技术的基本原理和过程,并对煤炭气化的一些主要工艺方法作了简要的分析说明。同时对该技术的发展趋势以及发展煤炭气化的必要性进行了相关介绍。     

气化用煤均质化探讨

阐述了在采用多种煤配混的情况下,气化用煤的均质化对移动床、气流床等气化炉的操作控制和稳定运行具有重要的影响,并探讨了一些气化用煤均质化的具体方法。     

煤中矿物质在气化反应中的催化作用分析

综述了煤气化反应催化剂类型 ,介绍厂金属化合物的催化作用。以煤中矿物质及其在气化反应条件下的转化产物为据 ,说明了煤中矿物质对气化反应的催化效应 ,指出了以煤中矿物质为催化剂 ,对于简化气化工艺设计、节约能源、降低成本以及环境保护等方面具有积极的意义。     

Application and development status of coal gasification technology in China

Coal gasification is not only the foundation ofcoal clean conversion, but also a key technique of coalclean conversion. The application of coal gasificationtechnology in China has a history of about 120 a.Three typical gasification technologies i.e. fixed-bedgasifier, fluidized-bed gasifier and entrained-flow bedgasifier are all applied in China. More than 80 milliontons of raw coal is used for gasification in China everyyear. Coal gas is mainly used as industrial fuel,chemical synthesis mat…