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作者：韩晓啸上海交通大学

学位级别：硕士

煤气化技术是高效、清洁利用煤炭资源的重要途径和手段。近几年,经技术引进、技术转化、技术创新等几个阶段后,我国已自主开发气流床洁净煤气化技术达10余种,涵盖了水煤浆耐火砖气化技术、干煤粉水冷壁气化技术和水煤浆水冷壁气化技术... 详细信息

煤气化技术是高效、清洁利用煤炭资源的重要途径和手段。近几年,经技术引进、技术转化、技术创新等几个阶段后,我国已自主开发气流床洁净煤气化技术达10余种,涵盖了水煤浆耐火砖气化技术、干煤粉水冷壁气化技术和水煤浆水冷壁气化技术等。上海锅炉厂有限公司一直致力于各种类型气化炉的研发和制造,先后生产制造了壳牌气化炉、德士古气化炉、多喷嘴气化炉、IGCC气化炉、东方炉等,积累了大量的工程经验,并在此基础上研究开发了新型干煤粉气化技术-旋风气化技术。借助数值模拟方法测算并不断调整旋风气化炉在高温高压下运行时炉内的参数特征,模拟旋风气化炉的流场、温度场、合成气浓度分布等相关信息,从而支持该型气化技术的工业化推广应用及技术的改进创新。本文通过旋风气化炉的数值模拟、结构设计、受力分析等三方面内容,详细介绍了旋风气化炉的开发研制过程,通过数值模拟不断优化气化室内多相流和温度场,控制气化环境;通过结构优化和水动力计算设计符合工艺要求的水冷壁内件;通过应力分析评定该型气化炉主要受压元件的强度指标。最后,总结出该气化技术相比较其他气化技术的主要特点,包括稳定性好、煤种适应性强、系统运转率高、安全性强、环境友好,环保高效、系统启动快、气化压力高等。

关键词：旋风气化炉数值模拟工程设计应力分析

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结构参数对旋风气化炉内流场影响的实验研究

结构参数对旋风气化炉内流场影响的实验研究

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作者：杜昌帅哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

煤炭在中国的产量和消耗量逐年增长，对人类生存环境造成严重污染，极大的危害了人类的身体健康。然而煤气化则是煤炭洁净高效利用的核心技术，是能源领域的研究热点。气化炉作为煤气化技术的核心设备，在当今已发展的气化炉中存在着难... 详细信息

煤炭在中国的产量和消耗量逐年增长，对人类生存环境造成严重污染，极大的危害了人类的身体健康。然而煤气化则是煤炭洁净高效利用的核心技术，是能源领域的研究热点。气化炉作为煤气化技术的核心设备，在当今已发展的气化炉中存在着难以解决的关键工业问题，其中喷嘴和水冷壁的烧损问题最为常见，严重影响了气化炉的工作效率。针对当今气化炉存在的问题，本文提出干煤粉旋风气化技术，旨在解决气化炉内烧嘴和水冷壁烧损问题，同时提高气化性能。本文通过改变气化炉重要的结构参数，展开炉内气固两相流场的实验研究，分析各参数下炉内流场的规律，通过分析各参数下形成的气固两相流场结构，得到最优的结构参数，为未来旋风气化炉的设计研究提供参考和依据。本文首先根据气固两相冷态模化方法，对单炉容量为700t/d旋风气化炉进行冷态模化，得到模型结构及运行参数，并以此设计搭建了冷态实验台。然后对采用的测量方法（粒子成像测速仪）进行了调试，提高了本文实验结果的精确度。本文重点研究了不同的二次风入射切角和二次风入射位置下炉内气固两相流场的分布，并通过分析得出较佳的范围。在不同的二次风入射切角的研究中，分析了不同切角下炉内不同轴向截面内中心区域和边壁区域的气固两相流动特性，得到了最佳的切角范围，在该范围内炉内不同轴向位置截面内沿径向分布的旋转流场较佳，有利于气固两相在径向的混合;在不同的二次风入射位置的研究中，分析了不同实验工况下炉内沿轴向截面内中心区域和边壁区域的气固两相流动特性，综合考虑一二次风、气固两相混合情况和保护一二次风喷嘴的程度，得出最佳的二次风入口位置范围。

关键词：旋风气化炉 PIV 结构参数旋转流场

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喷嘴结构对旋风气化炉内气固两相流场分布的影响

喷嘴结构对旋风气化炉内气固两相流场分布的影响

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作者：耿凯哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

煤气化作为提高煤炭的洁净利用的核心技术,一直是能源领域的研究热点,气化炉作为煤气化技术的核心设备,虽然经过长时间的发展,仍然存在喷嘴过烧和水冷壁烧损等突出问题,他们对于气化炉的正常运行已经产生了严重的影响。针对现有气化炉... 详细信息

煤气化作为提高煤炭的洁净利用的核心技术,一直是能源领域的研究热点,气化炉作为煤气化技术的核心设备,虽然经过长时间的发展,仍然存在喷嘴过烧和水冷壁烧损等突出问题,他们对于气化炉的正常运行已经产生了严重的影响。针对现有气化炉型存在的问题,本文提出干煤粉旋风气化技术,同时通过实验室单相试验、两相试验、可视化等方法对不同顶部喷嘴结构及侧壁喷嘴布置形式下旋风炉内气固两相流场进行实验研究,得到最优的气固流场分布规律,旨在解决气化炉内喷嘴过烧和水冷壁烧损问题,同时提高气化性能。根据气、固两相冷态实验模化方法,对单炉容量为700t/d旋风气化炉进行模化设计,得到模型结构及运行参数,以此设计搭建了冷态实验台,并为满足实验条件对粒子成像测速仪(PIV)进行了调试和参数设定。使用PIV粒子图像测速仪,对一次风喷嘴采用直流喷嘴和旋流喷嘴结构及不同的二次风喷嘴布置形式下炉内气固两相流场进行测量,研究不同工况下,旋风炉内气固两相流场的流动规律。分析不同一次风喷嘴结构和不同二次风布置位置对炉内气固两相流动特性的影响,为旋风气化炉的进一步设计研究提供参考和依据。本文首先分析对比一次风喷嘴采用直流喷嘴结构,改变二次风喷嘴布置位置时,炉内气固两相流场的分布规律,并重点对比二次风喷嘴位置在L/D?1.0、1.2(L/D为相对高度)的固相工况,得出二次风入口位置在L/D?0.8～1.0之间且更靠近L/D?1.0位置时,炉内不同轴向截面的切向速度分布相对较大且沿轴向速度衰减较小,可形成稳定的旋转流场。然后通过研究一次风喷嘴采用旋流结构,不同的一次风叶片角度和不同的二次风布置位置时,旋风炉内气固两相流场的分布规律,得出当一次风喷嘴采用旋流结构时,二次风布置位置在L/D?1.0处,炉内不同轴向截面的切向速度分布相对较大,气相动力场较好。同时对比在最佳二次风入射处,一次风叶片角度为40°和60°时炉内固相流场,得出一次风叶片角度为60°时,炉内流场中心回流区较大,平均切向速度大的旋转流场。最后经对一次风喷嘴直流型式和旋流型式中两种最佳工况的比较,得出顶部喷嘴采用旋流结构,更有利于在炉内建立中心回流区大,外围速度高的旋转气固流场。

关键词：旋风气化炉 PIV 气固流动特性气化喷嘴

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生物质微米燃料(BMF)空气-水蒸气气化实验研究

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太阳能学报 2010年第2期31卷 237-241页

作者：刘石明郭献军胡智泉肖波罗思义贺茂云华中科技大学环境科学与工程学院武汉430074

利用自行研制的旋风气化炉,以生物质微米燃料的不完全燃烧热为气化热源,进行了微米燃料空气-水蒸气气化实验。研究了ER(0.22～0.37)、S/B(0.15～0.59)和燃料粒径对气化温度及气化结果的影响。在实验工况下,气化温度、产气率、燃气低位... 详细信息

利用自行研制的旋风气化炉,以生物质微米燃料的不完全燃烧热为气化热源,进行了微米燃料空气-水蒸气气化实验。研究了ER(0.22～0.37)、S/B(0.15～0.59)和燃料粒径对气化温度及气化结果的影响。在实验工况下,气化温度、产气率、燃气低位热值、碳转化率、水蒸气分解率、气化效率分别在586～845℃、1.42～2.21Nm^3/kg、3806～4921kJ/m^3、54.44%～85.45%、37.98%～70.72%和36.35%～56.55%范围内变化。实验结果表明:利用旋风气化炉进行微米燃料空气-水蒸气气化是可行的;ER=0.31、S/B=0.37、较小的粒径能获得较好的气化效果,特别是能获得最高的H_2含量。

关键词：生物质微米燃料旋风气化炉空气-水蒸气气化

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生物质微米燃料空气气化实验研究

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烟台大学学报（自然科学与工程版） 2011年第3期24卷 223-226页

作者：张孟芝郭献军秦连杰肖波烟台大学环境与材料工程学院山东烟台264005 华中科技大学环境科学与工程学院湖北武汉430074

研究了生物质微米燃料(BMF)在旋风气化炉中的空气气化特性.在没有外热源的工况下,整个气化过程所需的热能由部分微米燃料的不完全燃烧供应.研究空气当量比(ER)、微米燃料粒径对气化特性的影响.当ER=0.32时,H2的含量和气化效率最高,分别... 详细信息

研究了生物质微米燃料(BMF)在旋风气化炉中的空气气化特性.在没有外热源的工况下,整个气化过程所需的热能由部分微米燃料的不完全燃烧供应.研究空气当量比(ER)、微米燃料粒径对气化特性的影响.当ER=0.32时,H2的含量和气化效率最高,分别为6.32%和38.22%;当ER=0.28时,可燃气的含量最大,达到27.1%.随着BMF粒径减小,气化室温度、可燃气含量、H2的含量、碳转化率、气化效率和燃气热值都显著提高,分别可达953℃、29.7%、8.26%、60.07%、40.56%和4 246 kJ/m3.

关键词：生物质微米燃料旋风气化炉空气气化

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