Texaco煤氣化爐氣化室場分布的模擬研究

【摘要】：針對(duì)特定工藝規(guī)模與使用特定煤種的Texaco氣化爐內(nèi)的場分布型式，基于CFD算法，依據(jù)Fluent程序，對(duì)氣化爐的冷態(tài)進(jìn)料、烘爐預(yù)熱過程及煤漿燃燒氣化反應(yīng)三種狀態(tài)下的場分布規(guī)律進(jìn)行了模擬研究，為Texaco氣化爐的運(yùn)行狀態(tài)提供了較好的預(yù)測手段。 分析了氣化室與工藝燒嘴的結(jié)構(gòu)，以節(jié)點(diǎn)分布、光滑性、歪斜度為評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，選擇了四邊形作為網(wǎng)格單元，建立了質(zhì)量較好的網(wǎng)格模型，網(wǎng)格最小正交質(zhì)量為0.52，依次選擇使用標(biāo)準(zhǔn)k模型、RNG k模型和Realizable k模型模擬得到了氣化爐的冷態(tài)速度場的分布，模擬值與理論計(jì)算值的誤差約為5%，實(shí)現(xiàn)了較高精度的模擬。 針對(duì)烘爐預(yù)熱過程，簡化舍去了預(yù)熱燒嘴的流道結(jié)構(gòu)并建立了預(yù)熱過程的網(wǎng)格模型，網(wǎng)格最小正交質(zhì)量為0.75，選擇CH_4作為預(yù)熱燃料，空氣作為氧化劑，并假設(shè)了七種進(jìn)料工況，優(yōu)化模擬結(jié)果顯示耐火磚的受溫環(huán)境等參數(shù)隨預(yù)熱燃料與氧化劑進(jìn)料的不同而改變。優(yōu)化條件下，甲烷、空氣的進(jìn)料量分別為0.5704m/s、0.5879m/s。 選擇了氣化室內(nèi)八個(gè)主要反應(yīng)，通過采用非簡化PDF模塊，并利用彌散相模型（DPM）定義煤粉與水分物料流，對(duì)煤漿燃燒氣化過程進(jìn)行了模擬研究，模擬結(jié)果接近于工業(yè)設(shè)計(jì)值。同時(shí)分析了氣化爐內(nèi)速度場、煤粉的顆粒軌跡、溫度場及CO、H_2、CO_2和H_2O(g)四種主要?dú)怏w濃度場的分布型式。通過工藝參數(shù)的優(yōu)化，獲得了煤漿濃度、氧碳比和煤粉粒徑的最佳操作量。 【關(guān)鍵詞】：Texaco氣化爐 場分布 水煤漿 模擬
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TQ545
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 致謝7-13
• 第一章 緒論13-22
• 1.1 水煤漿氣化工藝特點(diǎn)13
• 1.2 Texaco 水煤漿氣化技術(shù)13-15
• 1.3 氣化爐場分布模擬的研究進(jìn)展15-19
• 1.3.1 國外研究進(jìn)展15-17
• 1.3.2 國內(nèi)研究進(jìn)展17-19
• 1.4 速度方程模型的選取19-20
• 1.5 論文內(nèi)容、目的與意義20-22
• 第二章 TEXACO 氣化爐冷態(tài)場分布的模擬22-33
• 2.1 氣化爐的基本結(jié)構(gòu)與物料參數(shù)22-25
• 2.1.1 激冷型 Texaco 氣化室結(jié)構(gòu)22-23
• 2.1.2 三流道工藝燒嘴結(jié)構(gòu)23-24
• 2.1.3 物料參數(shù)24-25
• 2.2. 冷態(tài)模型25-29
• 2.2.1 速度方程模型的選取26
• 2.2.2 網(wǎng)格模型的建立26-29
• 2.3 氣化室冷態(tài)模擬結(jié)果29-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 第三章 爐體烘爐預(yù)熱過程場分布的模擬33-43
• 3.1 預(yù)熱燒嘴結(jié)構(gòu)的簡化及網(wǎng)格模型33-34
• 3.2 邊界條件的選取34
• 3.3 預(yù)熱過程場分布模擬結(jié)果34-41
• 3.4 本章小結(jié)41-43
• 第四章 TEXACO 氣化爐水煤漿燃燒氣化反應(yīng)場分布的模擬43-68
• 4.1 工藝燒嘴結(jié)構(gòu)的簡化與網(wǎng)格模型43-45
• 4.1.1 工藝燒嘴的簡化依據(jù)及假設(shè)43-44
• 4.1.2 工藝燒嘴的簡化結(jié)構(gòu)及網(wǎng)格劃分44-45
• 4.2 模擬方法依據(jù)與假設(shè)45-51
• 4.2.1 氣化爐內(nèi)料漿轉(zhuǎn)變路線45-49
• 4.2.2 模擬假設(shè)49
• 4.2.3 方程模型的選取49-51
• 4.3 物料流的定義51-52
• 4.4 工業(yè)數(shù)據(jù)的校核與模擬結(jié)果分析52-60
• 4.4.1 工業(yè)數(shù)據(jù)的校核52-53
• 4.4.2 模擬結(jié)果分析53-60
• 4.5 工藝參數(shù)的優(yōu)化60-66
• 4.5.1 水煤漿濃度的變化60-62
• 4.5.2 氧碳比的變化62-64
• 4.5.3 煤粉粒徑的變化64-66
• 4.6 本章小結(jié)66-68
• 結(jié)論68-69
• 參考文獻(xiàn)69-75
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文情況75-77

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