V形布风板流化床煤气化试验研究和数学模型

摘要

该文在一个V型布风板流化床煤气炉工业试验装置上对煤的气化过程进行了较为系统的试验研究和理论分析.为了对V型布风板流化床工业煤气炉作出全面的预测,并为今后的大型化设计提供理论指导,文中建立了一维的射流流化床煤气炉数学模型.模型考虑了射流流化床内气固两相流、煤在床内的脱挥发份、半焦气化过种及物料平衡等,引入了简单的挥发份析出模型,并考虑了飞灰循环.模型中将整个气化炉沿床高按流动状态分为三个区:栅格区、鼓泡区和自由分离区.对各区域均作了合理的假设,在此基础上模拟了整个气化炉的流场、温度场和组分浓度场.用模型对气化炉在变工上运行情况作了预测,预测结果合理.文中还将模型的预测结果与试验所得结果作了对比分析,发现两者基本吻合,反映了模型是比较准确和可靠的.

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英文文摘

第一章绪论

1.1引言

1.2煤气化工业的研究进展

1.2.1固定床煤气化技术

1.2.2流化床煤气化技术

1.2.3国内煤气化技术

1.2.4煤气化技术发展展望

1.3流化床煤气化过程的研究

1.3.1煤气化速率过程的实验研究

1.3.2流化床煤气化过程数学模型研究

1.4课题来源及本文的主要工作

第二章V形布风板流化床煤气化实验研究

2.1实验设备

2.2床料及流化特性

2.3热态实验工况调节

2.4实验结果分析

2.4.1各参数对床层温度的影响

2.4.2各参数对煤气成分和煤气热值的影响

2.5本章小结

第三章V形布风板流化床煤气化数学模型

3.1引言

3.2化学反应模型

3.3两相流动模型

3.3.1炉栅区

3.3.2鼓泡区

3.3.3自由分离区

3.4热平衡模型

3.5物料平衡模型

3.6本章小结

第四章V形布风板流化床数值模拟分析

4.1模型的求解

4.2数值模拟结果分析

4.2.1炉栅区

4.2.2鼓泡区

4.2.3自由分离区

4.3模型对变工况的预测及与实验结果的对比

4.3.1模型对变工况的预测

4.3.2模拟结果和实验结果的对比

4.4本章小结

第五章全文总结

附表

符号表

致谢

参考文献