氣流床煤氣化模擬中反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)的優(yōu)化研究

【摘要】：煤氣化技術(shù)作為未來(lái)非常具有發(fā)展前景的高效低污染的潔凈煤技術(shù)，正日益受到國(guó)內(nèi)外主要燃煤國(guó)家的重視，由于加壓氣化試驗(yàn)臺(tái)的成本較高，系統(tǒng)較復(fù)雜，一定程度上制約了對(duì)氣流床氣化開(kāi)展實(shí)驗(yàn)研究，因此采用數(shù)值模擬的方法對(duì)煤氣化過(guò)程進(jìn)行研究得到了廣泛的應(yīng)用。 本文針對(duì)氣流床煤氣化數(shù)值模擬過(guò)程中動(dòng)力學(xué)參數(shù)選取困難，熱解模型對(duì)計(jì)算結(jié)果影響較大的特點(diǎn)，基于FLUENT軟件對(duì)煤氣化過(guò)程的動(dòng)力學(xué)參數(shù)和熱解模型進(jìn)行優(yōu)化。首先通過(guò)計(jì)算，選取適用于本文研究對(duì)象的化學(xué)反應(yīng)模型，然后利用熱解實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)熱解模型進(jìn)行修正，對(duì)煤氣化過(guò)程中的氣固兩相反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)和熱解模型中的未知參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化選擇，并通過(guò)計(jì)算選取合適的氧碳原子比，最后將優(yōu)化后的計(jì)算結(jié)果與傳統(tǒng)氣化爐進(jìn)行對(duì)比。 熱解實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，熱解終溫相同時(shí)，隨著熱解壓力的增大，熱解氣中CH4的含量逐漸升高，CO的含量逐漸降低，熱解失重量依次減小。煤氣化數(shù)值模擬結(jié)果表明，對(duì)于本文的研究對(duì)象，采用組分輸運(yùn)模型進(jìn)行計(jì)算模擬更為合理。通過(guò)優(yōu)化計(jì)算，得到了適用于本文研究對(duì)象的動(dòng)力學(xué)參數(shù)，確定了熱解模型中未知參數(shù)的最佳值，并選取了合適的氧碳原子比。通過(guò)對(duì)比優(yōu)化前后干煤粉氣化與水煤漿氣化數(shù)值模擬的結(jié)果與傳統(tǒng)氣化爐實(shí)際運(yùn)行值，結(jié)果表明優(yōu)化后的計(jì)算結(jié)果更接近傳統(tǒng)氣化爐的實(shí)際運(yùn)行值，即采用本文優(yōu)化后的模型參數(shù)對(duì)該氣化爐進(jìn)行數(shù)值模擬，可以反映該氣化爐的真實(shí)氣化狀態(tài)。 【關(guān)鍵詞】：煤氣化 動(dòng)力學(xué)參數(shù) 熱解模型
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類(lèi)號(hào)】：TQ546
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-17
• 1.1 課題研究背景8-9
• 1.2 煤氣化技術(shù)的發(fā)展及研究現(xiàn)狀9-12
• 1.2.1 氣流床氣化技術(shù)國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀9-10
• 1.2.2 氣流床氣化技術(shù)國(guó)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 煤氣化數(shù)值模擬的研究進(jìn)展12-15
• 1.4 研究對(duì)象及研究?jī)?nèi)容15-17
• 第2章 試驗(yàn)煤種熱解成分分析17-25
• 2.1 試驗(yàn)?zāi)康?/span>17
• 2.2 試驗(yàn)裝置17-19
• 2.3 氣體測(cè)量?jī)x器19-20
• 2.4 試驗(yàn)方法20-21
• 2.5 試驗(yàn)結(jié)果與分析21-23
• 2.5.1 煤的熱解過(guò)程21
• 2.5.2 壓力對(duì)熱解成分的影響21-23
• 2.6 試驗(yàn)結(jié)果對(duì)熱解模型的修正23-24
• 2.7 本章小結(jié)24-25
• 第3章 煤氣化反應(yīng)及相關(guān)計(jì)算模型25-35
• 3.1 煤氣化反應(yīng)機(jī)理25-27
• 3.1.1 煤的熱解過(guò)程25-26
• 3.1.2 煤的燃燒氣化反應(yīng)26-27
• 3.2 煤氣化動(dòng)力學(xué)模型27-30
• 3.3 揮發(fā)分析出模型30
• 3.4 氣化爐數(shù)值模擬相關(guān)模型的選取30-34
• 3.4.1 氣相湍流模型31-32
• 3.4.2 化學(xué)反應(yīng)模型32
• 3.4.3 輻射模型32-33
• 3.4.4 顆粒相的處理33-34
• 3.5 本章小結(jié)34-35
• 第4章 煤氣化動(dòng)力學(xué)參數(shù)及熱解模型優(yōu)化35-49
• 4.1 研究對(duì)象及網(wǎng)格無(wú)關(guān)性分析35-37
• 4.2 組分輸運(yùn)模型與 PDF 模型計(jì)算結(jié)果的比較37-39
• 4.2.1 計(jì)算煤種、邊界條件及模型的選取37-38
• 4.2.2 計(jì)算結(jié)果的比較38-39
• 4.3 氣固兩相反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)的優(yōu)化39-43
• 4.3.1 反應(yīng) 1 動(dòng)力學(xué)參數(shù)的優(yōu)化40-42
• 4.3.2 反應(yīng) 2 和反應(yīng) 3 動(dòng)力學(xué)參數(shù)的優(yōu)化42-43
• 4.4 煤熱解模型的優(yōu)化43-48
• 4.4.1 對(duì)參數(shù)ω_(CO)的選擇計(jì)算43-45
• 4.4.2 對(duì)參數(shù)ω_(CO_2)的選擇計(jì)算45-47
• 4.4.3 不同壓力下對(duì)煤熱解模型優(yōu)化結(jié)果的驗(yàn)證47-48
• 4.5 本章小結(jié)48-49
• 第5章 對(duì) 200T/D 氣流床氣化爐工藝參數(shù)的優(yōu)化49-58
• 5.1 氧煤比對(duì)干煤粉氣化計(jì)算結(jié)果的影響49-53
• 5.1.1 氧煤比對(duì)爐內(nèi)流場(chǎng)的影響49-51
• 5.1.2 氧煤比對(duì)爐內(nèi)溫度分布的影響51-52
• 5.1.3 氧煤比對(duì)氣化爐氣化性能的影響52-53
• 5.2 對(duì) 200T/D 干煤粉氣化的數(shù)值模擬53-55
• 5.3 對(duì) 200T/D 水煤漿氣化的數(shù)值模擬55-57
• 5.4 本章小結(jié)57-58
• 結(jié)論58-60
• 參考文獻(xiàn)60-65
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果65-67
• 致謝67

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻(xiàn)來(lái)了解更多相關(guān)內(nèi)容

煤氣化工藝技術(shù)的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用    吳蓬勃;

煤氣化技術(shù)應(yīng)用的新領(lǐng)域——IGCC    鄭振安;

基于Aspen Plus軟件的煤氣化過(guò)程模擬評(píng)述    劉永;蔣云峰;鄧蜀平;熊志建;王敏龍;

AspenPlus軟件應(yīng)用于煤氣化的模擬    林立;

我公司2種煤氣化工藝的運(yùn)行比較    樊少波;

煤氣化技術(shù)研究與發(fā)展    孫鳳偉;

煤氣化技術(shù)發(fā)展與問(wèn)題探討    趙元琪;

干法粉煤加壓氣流床氣化工藝    孫河清

灰熔聚流化床粉煤氣化技術(shù)    陳寒石;徐奕豐;

循環(huán)流化床煤氣化工藝的原理和特點(diǎn)    解玉麗,韓玉峰,趙勝勇

大型煤氣化工藝技術(shù)在氧化鋁生產(chǎn)中的探討    王志強(qiáng);

工藝操作參數(shù)對(duì)氣流床粉煤氣化結(jié)果的影響    汪宇安;王建軍;陳偉;代正華;郭曉鐳;梁欽鋒;龔欣;

煤炭氣化技術(shù)進(jìn)展    王連勇;蔡九菊;王愛(ài)華;田紅;劉漢橋;

氣流床水煤漿氣化系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模擬方法    吳永霞;代正華;王輔臣;彭宇慧;萬(wàn)翠萍;于遵宏;

煤熱值對(duì)氣化爐模擬結(jié)果的影響    李召召;孫鐘華;代正華;

氣化爐水冷壁結(jié)渣特性研究及改進(jìn)措施    貢文政;段合龍;梁欽鋒;劉海峰;于遵宏;

建設(shè)日處理500噸煤水煤漿氣化示范裝置    

多噴嘴對(duì)置水煤漿氣化技術(shù)在化工行業(yè)中的應(yīng)用    代正華;周志杰;陳雪莉;劉海峰;于廣鎖;于遵宏;孫卓慶;朱敏;楊樹(shù)青;劉強(qiáng);祝慶瑞;

煉焦工藝的節(jié)能減排    鄭文華;韓海濤;孫思偉;

干煤粉氣化與粉礦流化床直接還原的聯(lián)合工藝    錢(qián)暉;周渝生;

煤氣化工藝發(fā)展改造氮肥原料    西北化工研究院 張東亮

煤氣化技術(shù)有望再突破    江世亮

高效氣流床煤氣化技術(shù)項(xiàng)目啟動(dòng)    姚燕燕

直接還原工藝需求的煤氣化工藝技術(shù)比較    錢(qián)暉 周渝生

業(yè)界專(zhuān)家肯定型煤富氧氣化工藝    特約記者 鄧衍長(zhǎng)

煤氣化風(fēng)險(xiǎn)控制研究取得新成果    王志強(qiáng)

大規(guī)模氣流床煤氣化研發(fā)取得突破    楊蘭蘭

典型加壓煤氣化工藝的比較    山西原平化學(xué)工業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司 劉天靈

煤氣化技術(shù)急需擺脫國(guó)外牽制    三實(shí)

整體技術(shù)水平落后 急需擺脫國(guó)外圖紙牽制    本報(bào)記者　 楊明

氣流床煤氣化工藝性能穩(wěn)健優(yōu)化與控制研究    張進(jìn)春

配煤與新型助熔劑改進(jìn)Shell煤氣化工藝的研究    李繼炳

煤的氣化反應(yīng)行為及氣化為基礎(chǔ)的先進(jìn)能源動(dòng)力系統(tǒng)研究    鞠付棟

循環(huán)流化床雙床煤氣化工藝試驗(yàn)研究    于曠世

生物質(zhì)高溫氣流床氣化制取合成氣的機(jī)理試驗(yàn)研究    趙輝

典型煤種熱解氣化特性研究    石金明

氣流床氣化爐及其輻射廢鍋內(nèi)的多相流動(dòng)、傳熱與熔渣行為研究    倪建軍

醫(yī)療廢物熱解特性及動(dòng)力學(xué)模型研究    鄧娜

氣流床水冷壁氣化爐熔渣沉積試驗(yàn)研究及水冷壁數(shù)值模擬    林偉寧

廢輪胎回轉(zhuǎn)窯熱解特性及應(yīng)用研究    張志霄

氣流床煤氣化模擬中反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)的優(yōu)化研究    朱赟

以高爐熔渣為熱載體進(jìn)行煤氣化的實(shí)驗(yàn)研究    李朋

兩段式化學(xué)熱回收煤氣化工藝?yán)鋺B(tài)及熱態(tài)的研究    焦延濤

固定床間歇煤氣化工藝的分析    婁可清

基于無(wú)焰氧化的氣流床粉煤氣化特性研究    文大綴

“三高”劣質(zhì)煤氣化應(yīng)用研究    李小紅

高壓煤氣化激冷射流參數(shù)測(cè)試方法研究    夏同偉

煤高效制合成氣裝置的模擬研究    陳清軍

耦合式煤氣化爐操作參數(shù)及其放大過(guò)程對(duì)煤氣化特性的影響    賈亞龍

分級(jí)給氧氣流床氣化爐動(dòng)態(tài)特性的仿真研究    王艷玲