第27卷第32期中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)Vol.27 No.32 Nov. 20072007年11月Proceedings of the CSEE02007 Chin.Soc.for Eilec.Eng.文章編號(hào): 0258-8013 (00)32005706中圖分類(lèi)號(hào): TQ171; TQ54文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A學(xué)科分類(lèi)號(hào): 470.20用簡(jiǎn)化PDF模型對(duì)氣化爐運(yùn)行特性的分析吳玉新，張建勝，王明敏，岳光溪，呂俊復(fù)(清華大學(xué)熱科學(xué)與動(dòng)力工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京市海淀區(qū)100084)Analysis of Gasification Performance of a Texaco Gasifier Based onPresumed PDF ModelWU Yu-xin, ZHANG Jian- sheng, WANG Ming-min, YUE Guang-xi, LO Jun-fu(Key laboratory for Thermal Science and Power Engineering of Ministry of Education,Tsinghua University, Haidian District, Beijing 100084, China)ABSTRACT: Based on CFD software Fluent, a 3-d simulation考慮了焦炭同02. H2O、 CO2 和H2的反應(yīng)。計(jì)算考察了改was conducted on a Texaco gasifier with boundary flted變水煤漿濃度及[C][O]原子比等重要參數(shù)對(duì)氣化爐運(yùn)行特coordinate system. Pre PDF model was use to predict species性的影響。焦炭?jī)H同氧氣反應(yīng)時(shí)的轉(zhuǎn)化率為32%，而總轉(zhuǎn)化profile with β function. A UDF (user defined function) function率為95%，說(shuō)明焦炭同H20、CO2和H2的異相反應(yīng)在氣化was introduced to simulate heterogencous reactions between過(guò)程中占重要作用:煤粉粒度越大，碳轉(zhuǎn)化率越低，粒度為char and O2, H2O, CO2 and H2 Efects of some industrial175μm時(shí)，碳轉(zhuǎn)化率僅為72%;氣化溫度是影響氣化反應(yīng)operation parameters, such as coal slury oxygen, [C][O] and的決定性因素。隨著水煤漿濃度的增高，Co摩爾分?jǐn)?shù)明顯particle diameters, et al, on the gasification performance were升高、H2O和CO2摩爾分?jǐn)?shù)明顯降低，H2摩爾分?jǐn)?shù)略有降analyzed. The coal conversion rate (CC) is 32% during coal低。隨著[OV[C]原子比的增加，H2摩爾分?jǐn)?shù)明顯降低，Cocombustion with 02 process, while the total CC is 95%, which和CO2摩爾分?jǐn)?shù)幾本不變。出口溫度和碳轉(zhuǎn)化率隨煤漿濃度shows that bheterogencous reations of char with H2O, CO and和[OV[C]原子比的增加而增高。冷煤氣效率隨煤漿濃度的提H2 plays an important role in the whole gasification. CC is高而提高，隨[OV[C]比的增加會(huì)在1~1.05 之間出現(xiàn)峰值.inverse proportional to the particle size. The CC is only 72%關(guān)鍵詞:數(shù)值模擬; [O/[C]; 煤氣化;運(yùn)行特性when the particle diameter is 175um. Operation temperature isthe most important parameters that afects gasification process.0引言As the slurry concentration increases, the mole fraction of COIGCC (integrated gasification combined cycles)increases quickdy while the mole fraction of H2O and CO2和多聯(lián)產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)之- -是煤的大規(guī)模氣化。大規(guī)drops sharply, H2 mole fraction drops a litle at the same time.模氣化目前主要是采用氣流床"。對(duì)于氣流床爐內(nèi)When [O][C] atom ratio increases, H2 mole fraction decreases氣化過(guò)程的研究，不少學(xué)者作了大量工作。Petersharply while Co and CO2 mole fraction almost doesn't change.Both outlet temperature and CC are proportional to coal slury等人對(duì)水煤漿氣化爐建立了熱力學(xué)模型[2;劉向軍問(wèn)concentration and [0VIC] ratio. Cold gas efciency is等人則采用渦量流函數(shù)方法和EBU模型對(duì)水煤漿proportional to coal slury concentration. The peak value of試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行了二維數(shù)值模擬。王輔臣41等人利用冷cold gas eficiency appears when the [O][C] ratiois 1 to 1.05.態(tài)試驗(yàn)臺(tái)研究了氣流床內(nèi)的混合過(guò)程，認(rèn)為爐內(nèi)接KEY WORDS: numerical simulation; [OMC]; coal gasifcation;近全混流，并考察了爐體結(jié)構(gòu)、噴嘴結(jié)構(gòu)以及射流gasifcation performance特性對(duì)流場(chǎng)混合特性的影響。吳玉新問(wèn)等人采用不摘要:應(yīng)用CFD(computational fluid dyamic)軟件FLUENT對(duì)同湍流模型模擬了氣化爐內(nèi)流場(chǎng)，得出與前者相似某化肥廠Texaco 水煤漿氣化爐進(jìn)行三維數(shù)值模擬，計(jì)算采的結(jié)思本政笙A (-8]左Wam/9)坐人的基礎(chǔ)上采用小用貼體網(wǎng)格，簡(jiǎn)化PDP方法模擬湍流燃燒，編制UDF分別室模MH中國(guó)煤化工氣化壓力、煤顆基金項(xiàng)目s國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃項(xiàng)目(2004CB217705).粒粒ICN M H G影響;賀阿特0、Poject Spposed by National Basic Research Program of China于海龍"等人采用簡(jiǎn)化PDFossibility density function)(2004CB217705).58中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)第27卷模型建立了氣流床氣化爐的二維模型，并對(duì)結(jié)果進(jìn)炭顆粒的燃燒過(guò)程，有助于火焰穩(wěn)燃。假定溫度小行了定性分析;陳彩霞12-1]等 人建立了三維數(shù)值模于1000K的區(qū)域?yàn)槊簼{加熱及脫揮發(fā)分區(qū)域，大型對(duì)熱態(tài)試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行數(shù)值模擬，考察了氣化反應(yīng)速于2500K的區(qū)域?yàn)榛鹧鎱^(qū)，則圖1(b)分別表示出了率、煤顆粒大小、煤種等參數(shù)對(duì)氣化的影響。本文這兩個(gè)區(qū)域，可見(jiàn)火焰區(qū)非常狹窄，且與脫揮發(fā)分利用商業(yè)CFD軟件FLUENT對(duì)某化肥廠的Texaco區(qū)域離得很近，這說(shuō)明了煤漿火焰的特點(diǎn)。氣化爐進(jìn)行三維數(shù)值模擬，詳細(xì)考察氣化爐運(yùn)行特性、顆粒在氣化爐內(nèi)的運(yùn)動(dòng)，比較冷態(tài)流場(chǎng)和熱態(tài)流場(chǎng)，分析關(guān)鍵操作參數(shù)，如水煤漿濃度、[0][C]10000原子比、煤漿粒度等對(duì)氣化過(guò)程的影響。模型采用三維貼體網(wǎng)格, Realizable k-e端流模型,簡(jiǎn)化的PDF>2500方法模擬氣相湍流燃燒，同時(shí)編制UDF(user definedfunction) 分別考慮焦炭同02、H2O、 CO2 和H2的異相反應(yīng)，采用文獻(xiàn)[14-22]的參數(shù)， 模型及計(jì)算對(duì)象的詳細(xì)描述參見(jiàn)文獻(xiàn)[23]。1氣化爐運(yùn)行特性1.1工業(yè)運(yùn)行條件下的模擬結(jié)果(細(xì))溫度等值線(b)火焰形狀工業(yè)爐的運(yùn)行條件為:操作壓力4.2MPa,煤圖1氣化爐內(nèi)溫度等值線及火焰形狀示意Fig. 1 Contours of temperature and Aame shape漿質(zhì)量流量8.386kg/s,中心環(huán)氧氣質(zhì)量流量0.682kg/s,in the gasifler外環(huán)氧氣質(zhì)量流量3.864kg/so工業(yè)數(shù)據(jù)與本文計(jì)算由于火焰區(qū)域和氧濃度區(qū)域是緊密相關(guān)的，故預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)如表1所示。由于實(shí)際氣化爐并非真正的氧氣在噴入氣化爐后，絕大部分都在火焰區(qū)的獨(dú)小反應(yīng)平衡狀態(tài)，故預(yù)測(cè)的CO/CO2組分有所偏差，空間內(nèi)耗盡了，火焰區(qū)外的氧濃度迅速降低到接近從而導(dǎo)致預(yù)測(cè)出口溫度值偏低。但總的來(lái)說(shuō)，預(yù)測(cè)于零。結(jié)合以上預(yù)測(cè)，再考慮到焦炭的燃燒，不難值與實(shí)際值相差不大，這說(shuō)明工業(yè)爐內(nèi)氣化過(guò)程基發(fā)現(xiàn)焦炭和氧氣的反應(yīng)在焦炭轉(zhuǎn)化中的貢獻(xiàn)非常有本達(dá)到反應(yīng)平衡狀態(tài)。限。為定量地考察氣化作用，分別對(duì)僅考慮焦炭燃表1模型預(yù)測(cè)值和工業(yè)運(yùn)行值的對(duì)比燒，和考慮焦炭同02、CO2、 H2O以及H2的反應(yīng)ab.1 Comparisoo between industrial data這兩種情況進(jìn)行了計(jì)算,前者的碳轉(zhuǎn)化率僅為32%，and model prediction項(xiàng)目工業(yè)運(yùn)行模型預(yù)油后者達(dá)到95%?？梢?jiàn)，當(dāng)焦炭處在火焰區(qū)外的絕大出口溫度/K16231573部分空間時(shí)，它與CO2、H20及H2發(fā)生的焦炭異相X (CO)%32.3535.88X (C02)1%616.0513.39氣化反應(yīng)對(duì)焦炭轉(zhuǎn)化起著主要的作用。X (H20)/%25.3325.83x (H2V%25.7.24.44氣化爐中各氣體摩爾濃度及氣體溫度沿爐膛碳轉(zhuǎn)化率/%594.64高度的變化如圖2所示。圖2(a)為各變量在某爐膛氣化爐溫度場(chǎng)如圖1所示。圖1(a)為氣化爐內(nèi)截面的平均值隨距噴嘴距離的變化，圖2(b)為各變溫度等值線，可以看到在噴嘴正下方存在一狹長(zhǎng)高量在軸線處的值沿距噴嘴距離的變化。溫區(qū)域，形成了倒掛的火焰。由于回流的存在，等由圖2可見(jiàn)Co和COr的組分濃度在距噴嘴不值線的形狀并非垂直于截面，而是呈“V”形,通遠(yuǎn)處就迅速平穩(wěn)下來(lái)，其摩爾分?jǐn)?shù)不再變化;而H2過(guò)圖1(b)的1600K等值面更可明顯看出。氣化爐弧和H2O則隨著距噴嘴距離的增加分別逐漸增加和項(xiàng)回流區(qū)的溫度比較低，只有1300K 左右，其原減小，只是這種趨勢(shì)越來(lái)越平緩。另-方面，爐內(nèi)因是氧濃度低，且高溫氣體主要是向下運(yùn)動(dòng)。但回同一高度處火焰區(qū)域和非火焰區(qū)域內(nèi)組分分布有很流區(qū)有很重要的作用，一方面，大量的高溫回流氣大的不同.相對(duì)爐體截而平均值而言,火焰區(qū)內(nèi)H2O體迅速加熱噴入的氧氣和水煤漿，并使煤漿中的水和CO中國(guó)煤化工H2組分較低，分迅速蒸發(fā)，另一方面，回流氣體中的CO和H2q YHCNMHG大，更多地生成和噴入的氧氣迅速燃燒，產(chǎn)生的高溫火焰加速了焦了氧化產(chǎn)物所致。第32期吳玉新等:用簡(jiǎn)化 PDF模型對(duì)氣化爐運(yùn)行特性的分析5972.2%。這是由于在考慮焦炭異相反應(yīng)時(shí)采用了均1800相級(jí)數(shù)反應(yīng)模型，從而焦炭燃盡時(shí)間隨顆粒的增大_C.1400而增大。H2O_表3不同顆粒粒徑下的碳轉(zhuǎn)化率和停留時(shí)間100020Tab.3 cC and residence of difTerent particle_CO2600碳轉(zhuǎn)化電/%31001498.11.0距噴嘴的距離/m1087.617(間)爐膛截面平均值600211.3冷態(tài)熱態(tài)流場(chǎng)的對(duì)比采用試驗(yàn)方法研究氣化爐冷態(tài)流場(chǎng)時(shí)，Thring-HQCC72 100Newby準(zhǔn)則數(shù)θ25- 26是一個(gè)非常重要的相似依據(jù).00則為考察其適用性，對(duì)冷態(tài)和熱態(tài)流場(chǎng)進(jìn)行了比較，CO2并與經(jīng)典環(huán)狀射流理論進(jìn)行了對(duì)比。900圖3為相同射流條件下冷態(tài)和熱態(tài)軸向速度等} 3006值面的比較?？梢?jiàn)熱態(tài)條件下，高速射流區(qū)大大增(6)軸線值加，回流也更加強(qiáng)烈，從而更有利于煤漿的燃燒。圖2氣體各組分摩爾分?jǐn)?shù)及溫度沿爐膛高度的變化另-方面，冷態(tài)流場(chǎng)存在明顯的射流區(qū)和回流區(qū)，F(xiàn)ig.2 CO, CO202, H2 and H20 mole fraction and但管流區(qū)幾乎沒(méi)有,而熱態(tài)情況下，由于氧氣噴入temperature changing along the distance from tbe nozde1.2顆粒運(yùn)動(dòng)及壽命分析后迅速受熱膨脹，以及煤漿顆粒中水分的蒸發(fā),熱采用離散相模型(dpm)和隨機(jī)軌道模型對(duì)煤漿態(tài)射流的環(huán)向擴(kuò)散劇烈得多，使得射流區(qū)域明顯變顆粒進(jìn)行計(jì)算時(shí)[41,對(duì)全體顆粒追蹤的最終結(jié)果統(tǒng)小(盡管高速射流區(qū)更大),在爐體的后13處出現(xiàn)了計(jì)如表2所示，占總質(zhì)量60.77%的顆粒離開(kāi)了氣化明顯的管流區(qū)。爐，37.4%的顆粒碰到壁面并被捕捉，剩余部分在追蹤顆粒計(jì)算完成時(shí)仍停留在氣化爐內(nèi)，顆粒的平均停留時(shí)間約為11.5s。表2顆粒追蹤結(jié)果Tab.2 Results of particle tracking質(zhì)量份額/%碳轉(zhuǎn)化率/%停留時(shí)間/s_持續(xù)反應(yīng)1.8346.9進(jìn)入渣層37.4094.311.4高60.7794.811.5平均94.6實(shí)際上，在氣化爐工業(yè)運(yùn)行中，大部分煤漿顆粒在爐內(nèi)停留一段時(shí)間后，都會(huì)被壁面捕捉而形成熔渣，而模擬結(jié)果并沒(méi)有反映出這點(diǎn)，這是因?yàn)樵谀壳暗挠?jì)算中并沒(méi)有建立渣層模型，故無(wú)法確定顆(@)冷態(tài)(b)熱態(tài)粒在與壁面作用時(shí)的真正結(jié)果。這一缺陷對(duì)預(yù)測(cè)氣化爐運(yùn)行特性影響并不大，因?yàn)槊簼{顆粒的氣化過(guò)圖3冷態(tài)及熱態(tài)條件下軸向速度等值面(n/s)Fig.3 Contours of axial velocity in cold and程往往在數(shù)秒內(nèi)就已完成，但它對(duì)顆粒運(yùn)動(dòng)壽命的industrial fDow field( m/s)分析有一定的影響，在下一步研究中，需要建立合圖4為相同射流條件下，冷態(tài)和熱態(tài)軸向速度理的渣層模型，以更好地對(duì)顆粒運(yùn)動(dòng)及壽命進(jìn)行預(yù)測(cè)。沿對(duì)稱軸的計(jì)算值，同采用Thring-Newbee 相似準(zhǔn)為分析不同粒徑煤漿顆粒的氣化過(guò)程，對(duì)不同則以及環(huán)狀射流理論計(jì)篁所得理論值的對(duì)比。粒徑顆粒的氣化特性分別進(jìn)行了計(jì)算。各粒徑顆粒中國(guó)煤化工論解和計(jì)算值在的碳轉(zhuǎn)化率和停留時(shí)間如表3所示?？梢?jiàn)不同顆粒射流IYHCNMHG明搭建冷態(tài)試驗(yàn)的停留時(shí)間大致相同，但焦炭轉(zhuǎn)化率同顆粒粒徑成臺(tái)模擬冷態(tài)流場(chǎng)時(shí)，采用Thring-Newbee準(zhǔn)則是比反比，當(dāng)焦炭粒徑為175um 時(shí)，其碳轉(zhuǎn)化率僅為較合理的。但在熱態(tài)條件下，模擬值和理論值存在6(中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)第27卷.很大的偏差，這主要是因?yàn)槊簼{顆粒同氣體反應(yīng)，度, 和保持煤漿濃度不變,而改變[O]V[C]原子比時(shí)成為氣相的源相，從而加劇了射流的環(huán)向擴(kuò)散;另對(duì)氣化爐運(yùn)行特性變化預(yù)測(cè)的主要結(jié)果。一方面， 由于同相及異相氣化反應(yīng)的存在，氣體的隨著煤漿濃度的增加，CO摩爾分?jǐn)?shù)、氣化溫成分不斷變化，從而密度也發(fā)生變化，這種變化在度和碳轉(zhuǎn)化率迅速增加, H2摩爾分?jǐn)?shù)略有減小,CO2軸線處的火焰區(qū)域是非常劇烈的。因此在火焰區(qū)域，和H2O則明顯減小。這是因?yàn)殡S著煤漿濃度的增軸向速度呈現(xiàn)出波動(dòng)，而在遠(yuǎn)離噴嘴處，又由于劇加，水蒸發(fā)所消耗的熱量占總熱量的份額越來(lái)越小，烈的環(huán)向擴(kuò)散，軸線處軸向速度迅速降低。所有這從而爐內(nèi)溫度升高，這一方面加快了焦炭異相反應(yīng)些因素導(dǎo)致在受限射流過(guò)程中,動(dòng)量通量不再守恒，的進(jìn)行，從而導(dǎo)致碳轉(zhuǎn)化率升高，同時(shí)促進(jìn)了CO而理論解正是基于這一假定得出的。 可見(jiàn)，冷態(tài)流和H2的生成，但另-方面，溫度升高使得水煤氣變場(chǎng)和熱態(tài)流場(chǎng)之間有很大的不同，難以進(jìn)行定性的換反應(yīng)朝著不利于H2生成的方向移動(dòng),抵消了焦炭對(duì)比，需要通過(guò)熱態(tài)試驗(yàn)對(duì)熱態(tài)流場(chǎng)進(jìn)行研究。和H2O反應(yīng)加快引起的H2增量，故H2反而有所降1.采用Thring Newbee準(zhǔn)則計(jì)算結(jié)澩(冷志)低。根據(jù)模擬結(jié)果，從理論上說(shuō)，煤漿濃度的升高120 2-環(huán)狀射流 理論計(jì)算結(jié)果(冷車(chē))3.采用Thring-Newbee準(zhǔn)則計(jì)算結(jié)果(熱態(tài))總是對(duì)氣化過(guò)程有利的，所以應(yīng)當(dāng)在工業(yè)允許的范.4-環(huán)狀射流理 論計(jì)算結(jié)果(熱志)80圍內(nèi)盡可能提高煤漿濃度,但這又受煤漿流動(dòng)特性、霧化特性和耐火材料的限制，故應(yīng)綜合進(jìn)行考慮。表5表明，隨著[O][C]原子比的增加，CO和CO2摩爾分?jǐn)?shù)幾乎不變(但絕對(duì)質(zhì)量流量增加);出口溫度和H2O的摩爾分?jǐn)?shù)迅速增加，碳轉(zhuǎn)化率起先距噴嘴的距離/m圖4冷態(tài)及熱態(tài)條件下軸線處軸向速度增加迅速，隨后增加較為平緩; H2 摩爾分?jǐn)?shù)則迅速Fig. 4 Axial velocity on the axis in cold and減小。隨著氧氣的增加，冷煤氣效率總的來(lái)說(shuō)先增Industrial conditions加，后減小，在[O][C]為1~1.05 之間達(dá)到峰值。產(chǎn)2改變參數(shù)對(duì)氣化的影響生這些現(xiàn)象的主要原因是隨著氧氣的增加，氣化溫表4和表5分別列出了在保證煤粉質(zhì)量流量不度迅速提高，促進(jìn)了焦炭的氣化反應(yīng)，故碳轉(zhuǎn)化率變的前提下，保持[O][C]原子比不變而改變煤漿濃升高。隨著更多氧氣的加入，使得更多的焦炭直接表4 [0V[C]比不變時(shí)不同煤槳 濃度下的模擬結(jié)果Tab.5 Model results at different coal slurry concentration with a fixed [O][C]水煤漿濃度%項(xiàng)目5659一_60.562.63.565. 6_8_C29.99 .32.5634.9335.8837.1539.0841.95摩爾分?jǐn)?shù)/%H25.4424.825.2424.4424.424.5523.92CO215.2913.3913.39 .13.112.1411.17 .H2025.9925.83 .24.9123.7922.52 .CO 42.1744.9247.2248.4149.4951.2954.14”摩爾分?jǐn)?shù)(干燥基)%34.2134.1232.9832.5132.2230.8721.520.2818.118.07 .17.4515.9314.42出口溫度/K1478.9155.51633.9”1732.5碳轉(zhuǎn)化率/%85.2989.8994.2394.6496.197.0498.6冷煤氣效率/%69.65969.59957.3585571.36916 71.70741_ 73.41991_ 73.57013_表5煤漿濃度不變,不同[0V[C]原子 比時(shí)的模擬結(jié)果Tab. 5 Model results at different [OV[C]atom ratio with a fixed coal slurry concentrationJOICI原子比090.950.961.05CO35.535.6935.8435.6726.8425.4925.28235921 5413.4913.4413.53 .13.4513.66H2O23.3624.7725.8326.6828.7346.6347.62中國(guó)煤化工50.05摩爾分?jǐn)?shù)(干燥基Y%35.133.9230.2217.6517.89YHCNMHG19.17出口溫度K i1449.715169172084.9790.4591.096.3498.5870.5770.9270.8071.3771.S5 .6.35093__第32期吳玉新等:用簡(jiǎn)化 PDF模型對(duì)氣化爐運(yùn)行特性的分析61生成CO2,但高溫同時(shí)又促進(jìn)水煤氣變換反應(yīng)向有1932-1935(in Chinese)利于co的方向移動(dòng)，在這兩個(gè)因素共同作用下，[4] 王輔臣， 于廣鎖，龔欣，等.射流攜帶床氣化爐內(nèi)宏觀混合過(guò)程研究C.D0.化工學(xué)報(bào)，197, 48(); 193-206.CO和CO2的摩爾分?jǐn)?shù)變化不大，但其絕對(duì)流量都Wang Puchen, Yu Guangsuo, Gong Xin, a a。lnvestigation of在增加，而H2的摩爾分?jǐn)?shù)則迅速下降。由此可見(jiàn)，macTo mixing process for jet eotrained gisfer(LI U]. Jourmal of爐內(nèi)氣化溫度是氣化過(guò)程中的決定性因素.溫度高，Chemical Industry and Engineering(China), 1997， 48(2)+ 193-206(inChinese). .碳轉(zhuǎn)化率就高，減少水分吸熱以及加入氧氣都能增5] 王輔臣,吳鍋,于建國(guó)，等.射流攜帶床氣化爐內(nèi)宏觀混合過(guò)程研加爐溫，但氧氣的加入并不能使合成氣組分總是增究()[切.化工學(xué)報(bào)，1997, 48<3) 336-346.加。故提高煤漿濃度是改善氣化效果的有效途徑，Wang Fuchen, Wu Tao, Yu Jianguo. Investigation of macTo mixingprocess for jeretrined gisf({D., Journal of Chemical Industry而[O][C]原子比則有一個(gè)最佳值，在煤漿濃度為and Engineering (China), 1997， 48(3); 336-346(in Chinese)62%的情況下，這一最佳值出現(xiàn)在1.0~1.05 之間。[6] 吳玉新，張建勝，岳光溪，等.用于Texaco氣化爐同軸射流計(jì)算的不同治流模型的比較[小化工學(xué)報(bào)，2007, 58(3); 537-543.3結(jié)論Wu Yuxin, Zhangjasbeng, Yue CGuangxi, a al. Comparison of通過(guò)對(duì)氣化爐內(nèi)過(guò)程的數(shù)值模擬，發(fā)現(xiàn)焦炭同dfferent turbulent models in computarion of c-axial jet steam oftexaco gasifer[J]. Joumal of Chenical Industry and EngineeingH20、CO2和H2的氣化反應(yīng)起著重要作用，焦炭燃(China), 2007, 58(3); 537-543(in Chinese)燒所引起的焦炭轉(zhuǎn)化率僅為32%，而大部分焦炭的[7] 李政，王天驕，韓志明，等.煤氣化爐數(shù)學(xué)模型的研究-~建模部分消耗都是通過(guò)氣化反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的;由于煤粉粒度的增([].動(dòng)力工程，2001, 21(2): 161-1168.Li Zheng, Wang Tanjao, Han Zhiming, et al. Study of matbematical加直接引起反應(yīng)時(shí)間的增加，故粒度越大，碳轉(zhuǎn)化model for texaco gaifiermnodeling[]. Power Engineering, 21(2);率越低;所有因素中，氣化溫度是影響氣化反應(yīng)的1161-1168(in Chinese)決定性因素，氣化溫度越高，對(duì)焦炭的轉(zhuǎn)化越有利，[8] 李政，王天驕，韓志明，等.煤氣化爐數(shù)學(xué)模型的研究-計(jì)算結(jié)果及分析[].動(dòng)力工程，2001, 21(4); 1316-1319.但冷煤氣效率則由多種因索共同決定。Li Zheng, Wang Tajiao, Han Zhiming, et al. Study of Matbematical隨著煤漿濃度的增高，CO摩爾分?jǐn)?shù)明顯升高、Model for Texaco GasifierCalculation and Analysis ]。PowerH2O和CO2摩爾分?jǐn)?shù)明顯降低,H2摩爾分?jǐn)?shù)略有降Eninering, 200, 21(4); 1316-1319(in Chinese)低。隨著[O][C]原子比的增多，H2摩爾分?jǐn)?shù)明顯降9] Wen C Y, Chaung T Z. Engtainneat coal gaicaio[J]. Ind.Eng. Chem. ProcessDes. Dev., 1979, 18(4);: 684-695.低，Co和CO2摩爾分?jǐn)?shù)基本不變。出口溫度和碳[10)賀阿特，馮宵，董紹平,等.德士古渣油氣化爐的數(shù)值模擬[J].高轉(zhuǎn)化率隨煤漿濃度和[O][C]原子比的增加而增加。校化工學(xué)報(bào)，2001, 15(6); 526-531.冷煤氣效率總是隨煤漿濃度的提高而提高，但當(dāng)He A'te, Feng Xiao, Dong Shaoping, et al. Comprchensive noumericalmodel for residual oil texaco gasific{J]. Jourmal of Chemical[O][C]原子比增加時(shí)，冷煤氣效率則是先增大后減Enginering of Chinese Universities， 2001， 15(6): 526 531(in小，在[O][C]為1~1.05時(shí)存在峰值.Chinese)欲正確預(yù)測(cè)煤漿顆粒在氣化爐內(nèi)的運(yùn)動(dòng)及壽[I]于海龍,趙翔，周志軍,等.氧碳原子比和水煤漿質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)水煤漿氣化影響的數(shù)值模擬[D].燃料化學(xué)學(xué)報(bào)，2004, 32(4); 390-394.命，需要建立合理的渣層模型。由于反應(yīng)的影響，Yu Hailong, Zhao Xiang, Zhou Zhju, d al. Numerical simulation熱態(tài)流場(chǎng)和冷態(tài)流場(chǎng)存在巨大差異，故對(duì)于熱態(tài)流analysis on the efe of o咖ratio and coal concentation in coal waler場(chǎng)，只能通過(guò)搭建熱態(tài)試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行研究，冷態(tài)試驗(yàn)slury on gasification process [0]. Journal of Chenistry and Technology臺(tái)并不具有指導(dǎo)作用。2004, 32(4); 390-394(n Chinese)[|2] Chen Caixia, Horio M, Kojima T. Numerical simulatio of eotrained參考文獻(xiàn)flow coal gasifiers. Part I: modeling of coal gasifcation in a cntrainodflow gasifier[]. Chemical Engineering Science, 2000, 55(18);[1] 鄧世敏，危師讓，林萬(wàn)超。 IGCC系統(tǒng)專用單元模型研究[]. 中3861-3874. .國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2001, 21(3); 3436.[13} Chen Caixia, Horio M, Kojima T. Numerical simulation of enrainedDeng Shmin, Wei Shirang, Lin Wanchao. Study on modeling lypicalflow coal gasifiers. Part II; efects of operating conditions on gasifierparts of igcc system[J]. Proceedings of the CSEE, 2001， 21(3);performance[]. Chenial Engieeig Science, 2000, 55(18);:3436(in Chinese).3875-3883.[2] Peter R, Wolfgang s, Paul w. A Compuer model of catraincd coal[4] Smoot L D, Smith P J. Coal combustion and gasification[M].gifiacin[JI. 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