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基于颗粒团聚行为的灰熔聚流化床气化炉建模
1
作者
张家琦
曹志凯
+1 位作者
周华
张权聪
《煤炭学报》
北大核心
2025年第3期1781-1793,共13页
流化床煤气化技术因具有良好的混合与传热性能被广泛应用于煤化工领域。流化床内气固混合剧烈,高温将导致排灰残留大量碳。传统流化床气化采用低温操作降低灰渣含碳量,但相应气化效率不足。为此,研究人员提出灰熔聚流化床气化技术,通过...
流化床煤气化技术因具有良好的混合与传热性能被广泛应用于煤化工领域。流化床内气固混合剧烈,高温将导致排灰残留大量碳。传统流化床气化采用低温操作降低灰渣含碳量,但相应气化效率不足。为此,研究人员提出灰熔聚流化床气化技术,通过煤灰有限度的团聚增加床层温度。团聚体尺寸是灰熔聚流化床气化的关键参数,因此需对颗粒团聚过程进行研究。灰熔聚气化炉内颗粒运动情况复杂,仅用实验方式进行分析会付出高昂成本,需结合反应器数学建模实现高效研究。然而,现有灰熔聚流化床气化炉数学模型很少体现颗粒团聚过程,并采用平均粒径模拟团聚体尺寸,无法准确描述反应器内实际的传递和反应过程。为此,本研究提出一种新型灰熔聚流化床气化炉模型:①气化炉分为鼓泡区和自由空域,鼓泡区由气泡相和乳化相组成,自由空域视为拟均相;②考虑床内灰分团聚现象建立颗粒团聚机制,并结合颗粒初始粒径分布描述鼓泡区内灰分团聚过程。然后对所建立的模型进行求解并对比实际装置的运行数据与模型的模拟结果,两者偏差小于10%,说明模型的有效性。最后利用本模型计算不同氧气煤比的团聚体尺寸和碳转化率变化情况。进一步分析颗粒团聚对碳转化率的影响关系,团聚体处于临界尺寸时的碳转化率最大,若尺寸继续增加则颗粒无法维持流化状态。
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关键词
灰熔聚流化床气化炉
数学建模
初始粒径分布
团
聚
体尺寸
碳转化率
在线阅读
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职称材料
灰熔聚流化床气化炉分布分离结构的模拟研究
被引量：
8
2
作者
高鹍
吴晋沪
王洋
《燃料化学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2006年第4期487-491,共5页
通过CFD双欧拉模型模拟了灰熔聚流化床气化炉内气体、固体颗粒于不同气体分布器、灰分离器结构下的流动行为,阐明了不同中心射流气速下的气体、固体流动循环状况;环管内气流分布与扩管张角的关系以及对颗粒运动的影响。研究结果为认识...
通过CFD双欧拉模型模拟了灰熔聚流化床气化炉内气体、固体颗粒于不同气体分布器、灰分离器结构下的流动行为,阐明了不同中心射流气速下的气体、固体流动循环状况;环管内气流分布与扩管张角的关系以及对颗粒运动的影响。研究结果为认识和改善气化炉煤灰的结渣、团聚、分离等过程提供了一定的理论基础。
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关键词
煤
气化
灰熔聚流化床气化炉
CFD
Euler—Euler模型
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职称材料
灰熔聚流化床气化炉的CFD模拟研究
被引量：
5
3
作者
高鹍
吴晋沪
王洋
《燃料化学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2006年第6期670-674,共5页
通过CFD模拟了灰熔聚流化床气化炉,考察了操作条件包括中心管氧气量、分布板水蒸气量以及操作压力对流化床气化炉的气相浓度分布的影响。剖析了不同操作条件对化学反应的影响,解释了其对气化炉产气组成的作用原理。
关键词
灰熔聚流化床气化炉
中心管
分布板
CFD模拟
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职称材料
题名
基于颗粒团聚行为的灰熔聚流化床气化炉建模
1
作者
张家琦
曹志凯
周华
张权聪
机构
厦门大学古雷石化研究院
厦门大学化学化工学院
出处
《煤炭学报》
北大核心
2025年第3期1781-1793,共13页
基金
国家自然科学基金资助项目(21576228)。
文摘
流化床煤气化技术因具有良好的混合与传热性能被广泛应用于煤化工领域。流化床内气固混合剧烈,高温将导致排灰残留大量碳。传统流化床气化采用低温操作降低灰渣含碳量,但相应气化效率不足。为此,研究人员提出灰熔聚流化床气化技术,通过煤灰有限度的团聚增加床层温度。团聚体尺寸是灰熔聚流化床气化的关键参数,因此需对颗粒团聚过程进行研究。灰熔聚气化炉内颗粒运动情况复杂,仅用实验方式进行分析会付出高昂成本,需结合反应器数学建模实现高效研究。然而,现有灰熔聚流化床气化炉数学模型很少体现颗粒团聚过程,并采用平均粒径模拟团聚体尺寸,无法准确描述反应器内实际的传递和反应过程。为此,本研究提出一种新型灰熔聚流化床气化炉模型:①气化炉分为鼓泡区和自由空域,鼓泡区由气泡相和乳化相组成,自由空域视为拟均相;②考虑床内灰分团聚现象建立颗粒团聚机制,并结合颗粒初始粒径分布描述鼓泡区内灰分团聚过程。然后对所建立的模型进行求解并对比实际装置的运行数据与模型的模拟结果,两者偏差小于10%,说明模型的有效性。最后利用本模型计算不同氧气煤比的团聚体尺寸和碳转化率变化情况。进一步分析颗粒团聚对碳转化率的影响关系,团聚体处于临界尺寸时的碳转化率最大,若尺寸继续增加则颗粒无法维持流化状态。
关键词
灰熔聚流化床气化炉
数学建模
初始粒径分布
团
聚
体尺寸
碳转化率
Keywords
ash agglomerating fluidized bed gasifier
mathematical modeling
initial size distribution of particle
ag-glomeration size
carbon conversion
分类号
TQ546 [化学工程—煤化学工程]
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职称材料
题名
灰熔聚流化床气化炉分布分离结构的模拟研究
被引量：
8
2
作者
高鹍
吴晋沪
王洋
机构
中国科学院山西煤炭化学研究所
出处
《燃料化学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2006年第4期487-491,共5页
基金
中国科学院知识创新工程重要方向项目(KGCX2-SW-308)
中国科学院海外杰出学者基金
文摘
通过CFD双欧拉模型模拟了灰熔聚流化床气化炉内气体、固体颗粒于不同气体分布器、灰分离器结构下的流动行为,阐明了不同中心射流气速下的气体、固体流动循环状况;环管内气流分布与扩管张角的关系以及对颗粒运动的影响。研究结果为认识和改善气化炉煤灰的结渣、团聚、分离等过程提供了一定的理论基础。
关键词
煤
气化
灰熔聚流化床气化炉
CFD
Euler—Euler模型
Keywords
coal gasification
ash-agglomerating fluidized bed gasifier
CFD
Eulerian-Eulerian model
分类号
TQ015.9 [化学工程]
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职称材料
题名
灰熔聚流化床气化炉的CFD模拟研究
被引量：
5
3
作者
高鹍
吴晋沪
王洋
机构
中国科学院山西煤炭化学研究所
出处
《燃料化学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2006年第6期670-674,共5页
基金
国家重点基础研究发展规划(973计划
2005CB221200)
文摘
通过CFD模拟了灰熔聚流化床气化炉,考察了操作条件包括中心管氧气量、分布板水蒸气量以及操作压力对流化床气化炉的气相浓度分布的影响。剖析了不同操作条件对化学反应的影响,解释了其对气化炉产气组成的作用原理。
关键词
灰熔聚流化床气化炉
中心管
分布板
CFD模拟
Keywords
ash-agglomerated fluidized bed gasifier
central nozzle
distributor
CFD modeling
分类号
TQ015.9 [化学工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于颗粒团聚行为的灰熔聚流化床气化炉建模
张家琦
曹志凯
周华
张权聪
《煤炭学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
灰熔聚流化床气化炉分布分离结构的模拟研究
高鹍
吴晋沪
王洋
《燃料化学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2006
8
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
灰熔聚流化床气化炉的CFD模拟研究
高鹍
吴晋沪
王洋
《燃料化学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2006
5
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职称材料
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