增壓噴動(dòng)流化床流動(dòng)特性試驗(yàn)、數(shù)值模擬及煤部分氣化試驗(yàn)研究.pdf

1、基于煤部分氣化-半焦燃燒技術(shù)路線的2G-PFBC作為潔凈煤發(fā)電技術(shù)之一，有著廣泛的發(fā)展前途，增壓煤部分氣化是其中的關(guān)鍵技術(shù)。本文通過冷態(tài)試驗(yàn)和數(shù)值模擬手段對(duì)增壓下噴動(dòng)流化床中的流動(dòng)行為進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究，旨在掌握影響流化質(zhì)量的關(guān)鍵因素，為增壓熱態(tài)試驗(yàn)及工業(yè)應(yīng)用提供參考依據(jù)。 在小型圓柱體加壓噴動(dòng)流化床試驗(yàn)臺(tái)上對(duì)噴動(dòng)流化床的最小噴動(dòng)速度、流動(dòng)型態(tài)及噴泉高度等流動(dòng)特性進(jìn)行了試驗(yàn)研究。本文研究了最小噴動(dòng)速度隨布風(fēng)板結(jié)構(gòu)、顆粒粒徑、靜

2、止床高、流化風(fēng)速度和系統(tǒng)壓力的變化規(guī)律，歸納了預(yù)測(cè)最小噴動(dòng)速度的試驗(yàn)關(guān)聯(lián)式。研究表明，隨著噴動(dòng)氣速率和流化氣速率的改變，床內(nèi)會(huì)呈現(xiàn)不同的流動(dòng)型態(tài)：固定床、充氣噴動(dòng)床、噴動(dòng)流化床、射流流化床(騰涌或鼓泡)。通過差壓信號(hào)分析和圖像采集研究了流動(dòng)型態(tài)變化的規(guī)律，并繪制了流型轉(zhuǎn)變相圖。 在試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，應(yīng)用Fluent計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)軟件進(jìn)行了增壓下噴動(dòng)流化床的數(shù)值模擬。數(shù)值模擬完整地揭示了氣泡的形成、發(fā)展、破碎和射流的形成、發(fā)展、消

3、失直到床內(nèi)氣固過渡到穩(wěn)態(tài)的過程。數(shù)值模擬結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果基本一致，并得到了增壓下氣化效果較好的工況范圍。 以空氣和水蒸汽為氣化劑，在內(nèi)徑為100mm的V型布風(fēng)板噴動(dòng)流化床煤部分氣化爐內(nèi)進(jìn)行了徐州煙煤的氣化試驗(yàn)研究。研究了不同操作參數(shù)(溫度、壓力)對(duì)氣化過程及脫硫效率的影響，認(rèn)為提高溫度和壓力有利于改善煤氣質(zhì)量和提高脫硫效率。煤氣化發(fā)展越來越向高壓、大容量發(fā)展，考察壓力對(duì)氣化工藝過程的影響，對(duì)氣化爐的放大設(shè)計(jì)與運(yùn)行、降低對(duì)環(huán)境的污染