粉煤氣化過程的模擬研究.pdf

1、煤氣化主要是將煤轉(zhuǎn)換為清潔燃料氣體的技術(shù)。在國家積極推廣潔凈煤技術(shù)的今天，煤氣化技術(shù)是新型能源中的主力軍。
　　本論文針對(duì)某投煤量1920t/d的GSP（單噴嘴）氣化爐，建立了粉煤氣化過程的氣流床氣化模型，利用ANSYS/FLUENT12.1軟件模擬氣化爐中的煤氣化過程。模擬中應(yīng)用了脫揮發(fā)分模型、顆粒表面反應(yīng)模型、化學(xué)反應(yīng)模型、湍流反應(yīng)流模型及輻射模型等。對(duì)于氣化反應(yīng)，采用了三組非均相化學(xué)反應(yīng)及五組均相化學(xué)反應(yīng)，利用Realiza

2、ble k-ε模型控制氣相方程，Lagrange模型作為顆粒相控制方程，利用準(zhǔn)確性較高的Eddy-Dissipation Model(EDM)模型和組分運(yùn)輸方程分別來控制湍流反應(yīng)流和物料運(yùn)輸，熱輻射則加載了P1輻射模型。模擬計(jì)算中以寧東羊腸灣煤作為氣化用煤，以某化工廠GSP氣化爐的工藝條件作為基本參數(shù)，得到氣化爐內(nèi)部的速度場(chǎng)、溫度場(chǎng)及合成氣濃度場(chǎng)。由速度場(chǎng)合溫度場(chǎng)的模擬結(jié)果可見，爐內(nèi)存在旋轉(zhuǎn)射流區(qū)、內(nèi)回流區(qū)、外回流區(qū)及管流區(qū)。旋轉(zhuǎn)射流區(qū)

3、和內(nèi)回流區(qū)上部是發(fā)生氧化反應(yīng)的高溫區(qū)，還原反應(yīng)使得溫度在外回流區(qū)和管流區(qū)分布均一，溫度較為均勻。由氣化產(chǎn)物主要組分濃度場(chǎng)及出口有效氣體的含量可見，模擬值與實(shí)際生產(chǎn)值吻合度高，模型合理。接著又針對(duì)壓力、溫度、氧煤比、蒸汽煤比對(duì)合成氣產(chǎn)量的影響進(jìn)行了探究，表明:壓力提升能強(qiáng)化氣化過程，但壓力對(duì)合成氣產(chǎn)率的影響不大;溫度升高會(huì)使得主要合成氣CO和H2的含量增加;氧煤質(zhì)量比在0.70～0.85之間時(shí)，煤氣組分和氣化過程會(huì)得到加強(qiáng);蒸汽煤比過高或