废锅内颗粒相变模型建立与相变过程的数值计算

• 作者: 张镓铄 赵经纬 杜常宗 张祺 山石泉 周志军
• 来源期刊: 煤炭转化
• 学科: 工学
• 关键词: 煤气化 辐射废锅 潜热 颗粒相变 数值模拟
• 年，卷（期）: 2022,（3）
• 所属期刊栏目: 研究与开发
• 页码范围: 87-94
• 页数: 8页
• 分类号: TQ53
• 语种: 中文
• DOI: 10.19726/j.cnki.ebcc.202203011

摘要

气流床气化技术作为煤炭清洁高效利用的一种途径,在国内外广泛应用,然而以往的诸多气化炉模拟研究忽视了炉内颗粒流的潜热释放.针对气流床气化炉废锅内的煤灰颗粒相变进行了研究,基于煤灰特征温度、煤灰差示扫描量热法(DSC)以及等价比热法建立了熔融颗粒相变模型,该模型可以定量描述熔融颗粒的潜热释放速率以及进行颗粒温度的预测,将模型与计算流体动力学(CFD)耦合,并使用Fluent软件对高温熔融颗粒携带流的冷却过程进行了数值计算.结果表明:颗粒相变会在气化炉中局部区域提高射流速度,同时减弱气流速度的衰减趋势;煤灰相变释放的潜热可延缓中心射流温度和颗粒温度的下降,中心部分的射流和颗粒与无相变工况比较,温度高了约170℃,同时射流的外围回流区气温升高;射流衰减期会产生更多处于相变态的颗粒,在射流两侧以及壁面附近会积聚大量高温相变态颗粒,属于废锅内部的高危区域.