SJ型低温干馏炉燃烧影响因素研究

采用计算流体动力学(CFD)方法,在不同条件下对低温干馏炉内温度分布进行数值模拟.通过单因素试验确定了最优燃气比和入口流速;同时为了提高兰炭质量、煤气热值和焦油产量,研究富氧干馏对兰炭生产工况的影响.研究结果表明:燃气比和流速对干馏炉内温度的分布有较大的影响,当燃气比为0.6时,干馏炉内气体充分燃烧,温度达到最高;当燃...     

燃气比对低温干馏方炉温度场的影响研究

利用计算流体动力学(CFD)软件,采用标准k-ε模型、组分传输模型、多孔介质模型以及P1辐射模型对内热式低温干馏方炉内温度场进行了数值模拟.研究表明,改变燃气比时,燃气入口处温度分布趋势不变,低温干馏炉内达到的最高温度受燃气比影响较大,当燃气比为0.6时,最高温度可达到1 870℃.根据低温干馏原理,并结合炉内煤层温度分布的模拟结果,确定了最优的燃气比为1.8.     

入口直径对SJ低温煤干馏炉内温度及压力的影响

陕北地区低变质煤资源丰富,是低温干馏的理想原料。目前,陕北地区煤低温干馏工艺的主要设备为内热式干馏炉。本文利用CFD软件Fluent,通过改变入口直径,分析干馏炉内的温度、压力等参数的分布规律。研究结果表明:随着入口直径增加,炉内温度减小,压力减小。     

低温干馏煤气/富氧大当量比燃烧实验及数值模拟研究

在内热式低温煤干馏中,引入富氧燃烧,同时提高煤气当量比,是在维持炉内温度分布基本不变的前提下提高煤气质量的有效途径。通过不同富氧比及不同尺寸烧嘴下的大当量比煤气/富氧燃烧实验结合数值模拟分析,探究了富氧低温干馏中的内热火焰温度分布特性及其受工艺条件和烧嘴尺寸的影响。结果表明:增大富氧比的同时增大燃料当量比可以维持平均火焰温度与空气助燃工况基本一致,但火焰锋面温度受局部当量比及流动条件影响;减小燃料及氧化剂射流的初始速度差,可以减缓组分混合、延长火焰并降低火焰锋面温度;煤气中三种气体按参与反应的速率快慢排序依次为氢气、一氧化碳、甲烷,随着燃烧反应进入湍流混合速率控制模式,组分间的选择性燃烧特征相对减弱。     

载体孔道密度对天然气催化燃烧的影响

制备了不同载体孔道密度的Pd/γ-Al_2O_3和六铝酸盐蜂窝催化剂,在自行设计的催化燃烧实验装置上进行了天然气催化燃烧实验。考察了载体孔道密度、空燃比和燃气流量对催化燃烧效果的影响。结果表明,载体孔道密度影响孔道内壁面反应和气相反应变化以及燃烧流体孔道内的流动及燃烧过程的传热传质,当载体孔道密度为200目时,流速减小,加强了气流与壁面上的浓度边界层中反应物质的交换,温度峰值增大,HC排放少;载体孔道密度为400目,气相反应减少,不会产生局部高温区,NO_x排放小。空燃比影响催化反应炉内各床层轴心温度以及炉内温度峰值的出现位置。随着燃气流量的增加,温度随之上升,1200℃以上时会产生较多的NO_x。     

基于Aspen Plus抚顺式油页岩干馏工艺数值模拟

在Aspen Plus平台上建立了抚顺式油页岩干馏工艺模型,利用Aspen Plus的灵敏分析模块研究了抚顺炉气化段温度对产气组分的影响、空气/水蒸汽质量流率比值对产气组分和产气热值的影响,以及干馏段温度对收油率的影响,模拟结果与实际数据吻合良好。结果表明,抚顺炉气化段温度在650～750℃反应最为剧烈,生成的气体量收益最好。随着空气/水蒸汽质量流率比的逐渐增加,CH4和CO2量逐渐减少,CO、H2和N2量逐渐增加,热值也随之降低。干馏段温度在550℃时,收油率达到6.85%,可作为干馏炉热解段的最佳运行温度。     

感冒清热颗粒中药渣中试规模循环流化床气化实验

以感冒清热颗粒中药渣为原料,在双回路循环流化床中试设备中进行热解气化实验,研究原料含水率、原料粒径以及空气当量比ER对其气化特性的影响。结果表明：①随着原料含水率的提高,炉内平均温度降低,产生的燃气中焦油含量、CO2含量明显提高;CO含量、气体产率、碳转化率显著降低;H2含量、燃气热值以及气化效率均呈现先增大后减小的趋势。②原料粒径越小,反应炉内平均温度越高,燃气中焦油含量越低,燃气热值和气体产率越高,气化效率以及碳转化率越高;H2、CH4、CO、CnHm含量增加,CO2含量减少。③随着ER的增大,可燃气体尤其是CO的浓度不断降低,CO2含量不断增加;炉内平均温度、气体产率以及碳转化率均逐渐增大;燃气热值和燃气中焦油质量浓度逐渐减小;气化效率则呈现先增大后减小的变化趋势。④当原料含水量<9%、原料粒径<4mm以及ER在0.25~0.27时,气化效率较高,具有较好气化特性。     

神府低变质煤的低温干馏工艺研究

结合神府低变质煤的特点,采用低温干馏工艺实现煤的清洁高效利用;运行结果表明:炭化炉稳定运行后,火道正常温度为86.5℃,中部温度为628℃,中上部温度可根据市场需求进行调整;燃气比控制在2.0,可以实现炉体干馏区域的最大化,增加回炉煤气流量,可以提高中上部温度,提高各粒径兰炭的固定碳含量。     

低温干馏炉热工评价与分析

介绍了JS直立干馏炉的炉型结构,同时分析了神府煤在JS直立干馏炉中进行低温干馏的生产过程。对入炉煤成分和半焦成分进行分析,利用温度、流量测试仪、红外测温仪等测试工具对JS低温干馏炉进行热工测试。经过物料平衡、热平衡计算,得出炉体的热效率为83.87%。根据低温干馏炉炉型结构、入炉煤气成分和兰炭质量的情况,探讨低温干馏过程的影响因素。结果表明:JS干馏炉具有效率高、结构简单、易于操作等特点。结合实际生产情况,提出可行的节能措施,实现干馏炉热工效率和低温干馏综合利用水平的提高。     

油页岩气体热载体干馏炉内干馏特性研究

文章利用自行设计搭建的处理量120 kg/d的瓦斯全循环气体热载体干馏炉,通过试验的方法,研究新型气体热载体干馏炉在干馏过程中的一些运行参数和产生的页岩油的一些特性,对现有干馏工艺的改进具有指导意义。试验通过改变油页岩颗粒的粒径,进而改变物料之间的空隙率、空隙结构和进气流量,来研究不同粒径的样品对干馏特性和干馏产物的影响。结果表明:油页岩颗粒的粒径不同,物料之间的空隙率和干馏炉的进气流量不同,导致炉内传热传质的不同,不同粒径的油页岩干馏油收率不同,粒径为20—25 mm的页岩油收率最高。由于气体热载体流量不同,干馏炉内传热传质情况和冷却器的工作负荷也不相同,因此不同粒径的页岩干馏之后,在4个收油点所收到的页岩油质量分数也不相同。     

陕北半焦炭化过程能耗分析

主要对SJ型低温干馏炉生产半焦的过程进行了物料、热量衡算及过程能耗分析.结果表明,SJ型内热式低温干馏炉的半焦理论转化率为63.926%,焦油产率为6.079%,煤气产率为598 m3/t;炉体的热效率为88.90%,热工效率为84.08%,且炉体散热损失仅为4.82%,过程能耗在13.38%～17.92%之间,结合所用低变质煤的成分特征,可说明该过程属于低能耗、高产率、高附加值的洁净生产过程,适合该煤种的综合利用.     

跨临界二氧化碳热泵喷射循环实验

在跨临界CO₂热泵热水器系统中引入优化设计的喷射器,对系统进行实验研究,分析了制热系数、引射比、升压比、喷射器效率等参数随热水体积流量和出口温度及高压侧压力的变化趋势以及优化设计的喷射器对系统的影响。实验结果表明:随着热水体积流量减小或其出口温度增加,引射比将逐渐减小,而喷射器效率逐渐升高;在测试工况范围内升压比基本保持不变,系统COP_h最高将近3.5;系统高压侧的压力因优化喷射器的引入而明显降低,有利于系统的安全运行;跨临界二氧化碳热泵喷射循环系统存在一个最优运行压力,值得注意的是在最优运行压力下,热水出水温度虽未达到最高,但依旧超过55℃。系统稳定运行在最优高压侧压力下,不仅系统性能大幅度提高,而且保证了热水的出水温度。     

ATP干馏炉燃烧区流场分析及结构改进的研究

2016年以来,页岩炼油厂ATP干馏炉小颗粒页岩炼油装置逐步提高处理量,在此过程中,出现干馏炉内燃烧区气流场分布不均,温度场分布达不到设计要求的问题。为解决此问题,引入了炉内建模气体流场模拟软件进行模拟,通过模拟得到解决方案。     

油页岩气体热载体干馏炉内温度分布的试验研究

为研究油页岩在气体热载体干馏炉的加热过程,自行搭建气体热载体干馏炉试验台,在中心管进气流量为13.2m3/h的条件下,对干馏炉内的温度分布进行试验研究。试验结果表明:受物料的堆积影响,气体射流通过物料间隙进行喷射流动和扩散流动来实现传热过程,其流动特性可通过炉内温度分布呈现;温度较高区域为喷射气流经过区域;沿角度和半径方向,45°方向测点温度略高,0°方向在布气管下方整体偏低,在上方整体偏高;布气管下方温度特性受气流喷射和扩散特性的影响,布气管上方只受气流扩散的影响。除0.70h截面外,大部分区域的温度随炉内高度呈整体升高趋势;温度最高点通常出现在-0.16h和0.20h截面,0.70h截面温度整体偏低,但趋于相对均匀。     

摩洛哥油页岩在SJ型方炉中干馏过程的平衡计算

对摩洛哥塔法雅(Tarfaya)地区油页岩在SJ型方炉中干馏的热平衡和物料平衡进行了计算。结果表明,干馏1 000 kg塔法雅油页岩总需热为981 754.62 k J,干馏炉内总供热546 985.08 k J,需要燃烧15.85 m3的干馏气维持干馏过程中的热量平衡;入方总质量为1 585.71 kg,出方总质量为1 583.96 kg,损失质量为1.75 kg,基本能够维持干馏炉内物料平衡。     

三次风对分解炉内NOx生成量的影响

随着三次风风速的逐渐增大,两侧三次风与窑气汇合的边界线相距越来越近,而且所形成的汇合"火焰"状气流越来越偏向XZ截面。随着三次风风速越来越大,分解炉内温度逐渐减小,提供分解炉内燃料燃烧所用氧气越来越多,因此出现分解炉内氧含量越来越高,分解炉NOx生成量越来越高。随着三次风温度越来越高,分解炉内平均截面温度越来越高,由于高温促进燃料燃烧效率,因此分解炉内氧含量越来越低,分解炉NOx生成量越来越低。三次风氧含量增高,导致分解炉内温度逐渐升高,分解炉内含氧量也会逐渐升高,分解炉NOx生成量在三次风氧含量为19%时最高,到分解炉出口时五种三次风氧含量的分解炉NOx生成量相差不大。     

干馏条件对油页岩半焦孔隙结构的影响

油页岩干馏过程中发生挥发分物质的析出,导致颗粒的孔隙结构发生重大的变化,进而会对油页岩半焦的燃烧反应、成灰等特性产生重要的影响。利用扫描电镜、氮气吸附/脱附法对不同干馏温度、不同干馏时间下制备得到的桦甸油页岩半焦进行了孔隙分析,并与前人针对相同样品的油页岩半焦燃烧特性实验研究进行了对照分析。结果表明,在实验范围内,随干馏温度增加,受热解二次反应产生的焦炭对孔隙堵塞的影响,油页岩半焦孔隙比表面积和比容积先增加后减小;随干馏时间增加,伴随着小孔之间的合并,油页岩半焦孔隙比表面积先增加后减小,比容积单调增加。     

生物质废物蒸汽气化高效制取富氢燃气的研究

本文利用固定床管式炉将木屑气化转化为富氢燃气,考察反应温度、注水流量和催化剂用量对气体组分和产量的影响规律。实验结果显示,生物质气化的总产气量和H₂占比随反应温度的升高而增加,随注水流量和催化剂用量的增大先增加后减小。生物质蒸汽气化的最佳条件为反应温度850℃、注水流量15 mL/h和原料/催化剂投加比50%,此时总产气量为1835.18 mL/g_木屑,其中CO为796.61 mL/g_木屑,占比43.54%,而H₂也达到最大值724.92 mL/g_木屑,占比接近40%。研究结果可以为生物质废物向富氢燃气的高效转化提供数据支撑。     

干馏条件对油页岩半焦孔隙结构的影响

油页岩干馏过程中发生挥发分物质的析出,导致颗粒的孔隙结构发生重大的变化,进而会对油页岩半焦的燃烧反应、成灰等特性产生重要的影响。利用扫描电镜、氮气吸附/脱附法对不同干馏温度、不同干馏时间下制备得到的桦甸油页岩半焦进行了孔隙分析,并与前人针对相同样品的油页岩半焦燃烧特性实验研究进行了对照分析。结果表明,在实验范围内,随干馏温度增加,受热解二次反应产生的焦炭对孔隙堵塞的影响,油页岩半焦孔隙比表面积和比容积先增加后减小;随干馏时间增加,伴随着小孔之间的合并,油页岩半焦孔隙比表面积先增加后减小,比容积单调增加。     

乙醇荷电喷雾对冲燃烧的火焰特性

研究液体燃料雾化燃烧的火焰特性,有助于理解整个燃烧的变化过程。基于对冲火焰结构,以无水乙醇为燃料,设计了乙醇荷电喷雾对冲燃烧装置。通过对喷雾和火焰进行拍摄,并对火焰温度进行测量,得到了不同燃料流量下的喷雾形态、火焰形态和火焰温度变化,探讨了不同当量比、应变率对火焰形态和温度的影响规律。结果表明:随着乙醇流量的增加,喷雾的雾化核心区域和卫星区域的分界逐渐消失,当乙醇流量增加到13ml/h时,喷雾出现液柱。当量比小于1时火焰保持稳定,当量比大于1时火焰出现振荡,火焰的无量纲直径随当量比的增加呈减小趋势。随着应变率的增大,火焰的无量纲直径减小,温度降低。