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褐煤风扇磨干燥模拟及传热传质分析

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1 绪论

1.1 概述(Introduction)

1.2 文献综述(Literature Review)

1.3 气流干燥技术(Airflow Drying Technology)

1.4 计算流体力学(Computational Fluid Dynamics)

1.5 研究内容与目的(Research Contents and Objectives)

2 褐煤低温热烟气快速干燥系统实验研究

2.1 实验装置(Experiment Equipment)

2.2 蒙东褐煤工业分析(Mondon Lignite Proximate Analysis)

2.3 蒙东褐煤热重分析( Mondon Lignite Thermogravimetric Analysis)

2.4 褐煤恒温干燥实验(Lignite Constant Temperature Drying Experiment)

2.5 干 燥 介 质 成 分 表 征 ( Drying Medium Composition Characterization)

2.6 褐煤低温热烟气快速干燥系统实验结果(Experimental Result of System for Lignite Rapidly Dried by Hot Flue Gas at Low Temperature)

2.7 本章小结(Summary)

3 褐煤低温热烟气快速干燥模型的建立

3.1 模型的选择(Model Selection)

3.2 数值求解过程(Numerical Solving Process)

3.3 几何模型的建立及网格划分( Establishment of Geometric Model and Mesh)

3.4 边界条件及参数确定(Boundary Conditions and Parameters)

3.5 数值方法(Numerical Method)

3.6 物性参数(Physical Property Parameter)

3.7 本章小结(Summary)

4 流动特性数值模拟

4.1 干燥过程颗粒分布情况( Particle Distribution on Drying Process)

4.2 颗粒流动影响因素(Influence Factors of Particle Flow)

4.3 本章小结(Summary)

5 传热传质数值模拟

5.1 传热传质模拟结果( Simulation Result of Heat and Mass Transfer)

5.2 煤粉粒度(Lignite Particle Size)

5.3烟气温度(Flue Gas Temperature)

5.4 烟气流量(Flue Gas Flow)

5.5 本章小结(Summary)

6 褐煤干燥数学模型

6.1 褐煤中的水分(Moisture in Coal)

6.2 数学模型的建立(Establishment of Mathematical Model)

6.3本章小结(Summary)

7 结论与展望

7.1结论(Conclusions)

7.2创新点(Innovation)

7.3展望(Prospects)

参考文献

作者简历

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摘要

本文以含水量29.86%的蒙东褐煤为研究对象,以褐煤工业分析和热重分析为基础,建立了低温热烟气快速干燥系统,以褐煤自身燃烧产生的热烟气为干燥介质,在磨煤机内破碎与干燥同时进行,既保证了褐煤的干燥品质,同时具备环保、节能的特点。为了进一步研究低温热烟气快速干燥系统的干燥机理,提高干燥效率,本课题利用Fluent软件建立了磨煤机干燥场的等比例三维模型。
  通过对磨煤机内不同时刻颗粒分布、颗粒速度、停留时间等特征的模拟,研究干燥过程中原料煤的流动特性,避免煤粉堆积、出粉不利等恶劣情况的发生。通过改变主轴转速、褐煤粒径以及烟气流量等影响因素,发现在一定范围内煤样粒度越大,流动状况越好;主轴转速维持在500-700r/s时出粉较快。根据磨煤机内颗粒温度、水分含量以及传热系数的模拟结果,发现褐煤粒度越小干燥越彻底,但出粉效率越低,3mm粒径的褐煤能够满足出粒顺畅和干燥彻底两方面的要求;选用200℃的热烟气能够在保证褐煤不发生热解的情况下显著降低提质褐煤的含水率。烟气流量的改变对流动状况和干燥效果影响不大。
  为了更深层次的研究褐煤脱水过程的传热传质机理,结合在恒温条件下热风干燥实验结果,建立了一维球坐标下褐煤蒸发界面由外向内迁移的单颗粒干燥数学模型,获得蒙东褐煤热风干燥水分有效扩散系数为1.24×10-10-5.097×10-9。

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