恩德粉煤气化炉炉内流动特性研究

作者:十博 发布时间:2021-02-24 18:53

  恩德粉煤气化炉作为流化床气化炉中的一种,以其原料煤适应性广、合成气不含酚类焦油等有害物质、价格及运行成本低等优势,在中和小型化工企业占有一席之地。在可查阅的文献中,对于该炉的研究较少,为深入研究其炉内流动特性,本文针对某化工厂一台制气量为20000Nm3/h的恩德粉煤气化炉,根据相似准则等搭建1:15单相冷态模化试验台,利用恒温热线风速仪对其内部的空气动力场进行了测量,同时利用Fluent软件对原炉炉内的气固两相流动进行了数值模拟计算。本文为恩德粉煤气化炉炉内流动特性的基础性研究,以期对该炉后续的气固两相冷态试验、热态试验奠定基础,并为实际运行提供一定的理论指导。根据该炉在实际运行中变负荷改变气化剂供给量及发生喷嘴故障紧急关闭个别喷嘴的情况,单相试验工况分为改变喷嘴射流速度及关闭不同位置喷嘴。当喷嘴射流速度由40m/s增大到80m/s时,流场的变化主要体现在中间区域的轴向速度增大且增大幅度逐渐减小,靠近炉膛边缘均出现回流区且位置几乎不变。喷嘴射流汇聚的过程使轴向速度径向分布均随炉高由“驼峰”状变为“单峰”状直至接近炉膛直段趋于水平。当关闭单只或相邻位置喷嘴时,炉内空气动力场均发生了较为严重的偏斜;当关闭相隔位置喷嘴时,靠近炉膛边缘产生了不规则逆时针旋转向上的气流,中间区域形成负压区导致轴向速度较小甚至为负,在实际运行当中必然会使中心区域无法正常流化增加底部灰渣含碳量等;关闭相对位置喷嘴,试验结果显示流场的偏斜程度较小,较为接近正常运行时炉内空气动力场的分布。因此认为喷嘴出现故障时,关闭相对位置喷嘴能够对炉内不良的流场有所改善。气固两相数值模拟采用颗粒拟流体模型对该炉内部流域的初始流化过程、气固两相流动规律进行了详细的分析,同时考虑炉膛内部稳定性等因素得到炉内的最佳静止床层高度及最佳喷嘴射流速度。在设计工况下,六只喷嘴射流两两成角度对冲汇聚后形成三股与轴向成一定角度的气栓,颗粒相主要集中在炉膛边壁及中心,相比其他炉箅布风流化床内随机复杂的流动形态,采用喷嘴组布风的该炉在三股气栓的影响下,气固两相流动形成了稳定的循环流动机制,具有与喷动床相似的流动区域划分,因此本文认为恩德粉煤气化炉是一种多喷嘴喷动流化床。在设计工况下,初始床层高度超过1000mm及喷嘴射流速度小于80m/s、大于120m/s时,观察压降波动曲线、压降标准差及固含率分布图发现,炉内稳定性变差,三股连续的气栓间断变为较大的气泡或出现严重的偏斜,稳定规则的流动机制遭到破坏,不利于炉内气固两相间的充分混合。因此在设计工况下,最佳静止床层高度不宜超过1000mm,最佳喷嘴射流速度介于80m/s到120m/s之间。

  ;大连造出日处理煤2000 t以上的煤气化炉[J];煤炭学报;2005年04期

  ;段新群;郭文元;;大型粉煤气化炉支撑分析[J];大氮肥;2009年02期

  曹昭军;煤气化炉鼓疱变形后的安全分析[J];压力容器;1995年06期

  李武军,赵冠山,解玉丽;合成氨厂煤气化炉选型分析[J];河南化工;2001年09期

  苏利伟;杜三民;;灰熔聚粉煤气化炉存在的问题及改进[J];中氮肥;2007年05期

  程林生;;国内外煤气化炉的特点及在煤化工领域的应用[J];山西化工;2008年04期

  朱有健;王定标;周俊杰;;固定床煤气化炉的模拟与优化[J];化工学报;2011年06期

  刘国辉;卻丽娟;;浅谈灰熔聚粉煤气化炉运行中存在的问题[J];科技情报开发与经济;2012年17期

  姜天夫;;恩德粉煤气化炉串联高温反应器的可行性分析[J];化肥工业;2013年01期

  Arun Verma,叶显彬;小型工业煤气化炉——第二部分[J];煤炭转化;1983年03期

  JamesC·W·Kuo,谢克昌;煤气化炉的分类现状和开发[J];煤炭转化;1987年01期

  南北红;;悬挂式粉煤气化炉的垫铁更换实践[A];晋冀鲁豫鄂蒙云贵川沪甘湘渝十三省(市区)机械工程学会2008年学术年会——机电工程类技术应用论文集[C];2008年

  郭俊成;;恩德粉煤气化技术简介[A];中国金属学会2008年非高炉炼铁年会文集[C];2008年

  孙海平;潘建红;向毅;;催化转化器载体流动特性研究[A];第三届全国流体传动及控制工程学术会议论文集(第二卷)[C];2004年

  纪文峰;赵志刚;董利;许光文;;J阀颗粒流动特性的实验研究[A];中国颗粒学会第七届学术年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会论文集[C];2010年

  韩继勇;刘易非;郑维师;;地下稠油流动特性的研究[A];中国力学学会学术大会2005论文摘要集(上)[C];2005年

  何枫;郝鹏飞;丁英涛;王飞;;微管道中连续流或离散流的流动特性[A];中国力学学会学术大会2005论文摘要集(上)[C];2005年

  吴玉新;气流床煤气化炉数值模拟及颗粒—涡团作用建模研究[D];清华大学;2007年

  宋文佳;高温煤气化炉中煤灰熔融、流动和流变行为特性研究[D];华东理工大学;2011年

  刘一;粉体体系堆积、流动特性及其与颗粒间作用力关系研究[D];华东理工大学;2017年

  刘寅立;固态颗粒燃料旋流近壁燃烧与附壁流动特性研究[D];南京航空航天大学;2016年

  张佳;恩德粉煤气化炉炉内流动特性研究[D];哈尔滨工业大学;2017年

  帅航;煤气化炉渣本征特性及碳热还原氮化过程中物相演变[D];西安建筑科技大学;2015年

  张锡乾;恩德粉煤气化炉气固喷射器的流动特性研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

  龚沛文;软测量技术及其在工业煤气化炉装置中的应用[D];杭州电子科技大学;2012年

  贾亚龙;耦合式煤气化炉操作参数及其放大过程对煤气化特性的影响[D];太原理工大学;2011年

  何额尔敦木图;常压强旋转粉煤气化炉内流动特性研究[D];哈尔滨工业大学;2017年

  吴超琦;两段组合式煤气化炉热态试验及数值模拟研究[D];华东理工大学;2014年

  陈叶青;易汽化介质泵送系统流动特性研究及控制优化[D];华南理工大学;2016年

  高海波;金属化球团流动特性的数值模拟研究[D];山东理工大学;2016年

  本报记者 王乐意;锥形煤气化炉将迎来需求高峰[N];中国化工报;2007年

  本报记者 张兴刚;我国成为世界最大煤气化炉市场[N];中国化工报;2007年

  李铁军;新天碱成功吊装490吨煤气化炉[N];北方经济时报;2009年

  本报记者 杨明;煤气化炉:大型煤化工设备的短板[N];中国工业报;2006年

  叶健裴怡 刘照华;灰熔聚粉煤气化炉开始“长大”[N];中国化工报;2008年


十博
© 2013 北京格林吉能源科技有限公司.版权所有