鼓泡流化床内高灰煤气化过程的颗粒尺度特性研究

• 作者: 梁锦 杨世亮 胡建杭
• 来源期刊: 煤炭转化
• 学科: 工学
• 关键词: 煤气化 洁净煤技术 鼓泡流化床 计算流体力学 数值模拟
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 所属期刊栏目: 研究与开发
• 页码范围: 48-55
• 页数: 8页
• 分类号: TQ54
• 语种: 中文
• DOI: 10.19726/j.cnki.ebcc.202202006

摘要

基于多相流体质点网格方法(MP-PIC)对高灰煤在三维鼓泡流化床气化过程进行了数值模拟研究.在欧拉-拉格朗日框架下将气相和固相分别视作连续介质和离散相处理.首先,将模拟得到的出口处气体组分结果与实验数据进行对比,实验数据与模拟结果具有良好的一致性.其次,研究了煤颗粒在气化炉内的温度、传热系数、速度和停留时间,从颗粒尺度揭示了鼓泡流化床气化炉内的颗粒分布特性和气固流动特征.结果 表明:在气化炉入口附近煤颗粒与床层温差最大,传热系数最大;由于流化床内强非线性的气固流动,床中煤温度和传热系数的空间分布不均匀;煤颗粒和床料的瞬时速度具有稳定的波动幅度,其中垂直方向速度波动最明显,且煤颗粒的瞬时速度比床料的瞬时速度略大;由于颗粒间的剧烈碰撞,延长了煤颗粒停留时间.此外,对鼓泡流化床中煤气化过程颗粒尺度的研究,有助于深入了解固体颗粒的流动行为以及气固相相互作用特性,对鼓泡流化床反应器的设计优化具有重要意义.