50 kWth双循环流化床煤化学链燃烧系统热态CPFD模拟

作     者：陈曦 马琎晨 赵海波 CHEN Xi ,MA Jin-Chen ,ZHAO Hai-Bo

作者机构：华中科技大学煤燃烧国家重点实验室 

出 版 物：《工程热物理学报》 (Journal of Engineering Thermophysics)

年 卷 期：2018年第39卷第9期

页      面：2072-2080页

核心收录：

学科分类：080702[工学-热能工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：国家重点研发计划(No.2016YFB0600801) 国家自然科学基金(No.51522603) 

主　　题：煤化学链燃烧 CPFD模拟 异相反应 操作优化 热管理 

摘      要：本文对华中科技大学自主设计的50 kWth化学链燃烧双循环流化床进行全床尺度的计算颗粒流体力学（CPFD）模拟。CPFD提供了反应器内气固流动和化学反应的详细信息,不仅是对实验难以测量的细节信息的补充,而且可用于优化实验操作条件和指导反应器设计优化和放大。该实验装置以天然赤铁矿为氧载体,以煤为燃料。首先对床内气固两相反应流动进行分析,比较实验和模拟得到的气相组分出口浓度,验证了CPFD模拟的可靠性。之后重点分析反应器间的固体循环流量、系统压力分布、固相浓度分布、煤转化过程关键信息。最后基于模拟分析,提出了优化操作工况,模拟结果显示可提高CO2气产率和燃烧效率。本文结果表明CPFD模拟可为化学链燃烧反应器的设计和运行提供重要的参考依据。