复杂流道结构料仓的下料流率预测

在实验室搭建的有机玻璃料仓下料平台上，分别以自由流动粉体玻璃微珠和黏附性粉体煤粉和聚氯乙烯为实验介质，针对无改流体(No-In)、封闭改流体(Con-In)和开放改流体(Ucon-In)三种情况所形成的不同流道结构，开展了粉体料仓下料及其流率建模研究，定量分析了改流体对粉体下料流率的促进作用，对比给出了玻璃微珠、煤粉和聚氯乙烯在不同流道结构料仓内的下料特性。研究表明，改流体的引入有利于提高料仓下料流率，Con-In促进流动效果最明显，对于流动性弱的煤粉，下料流率提升幅度达到最大的58%。基于剪切摩擦区的概念，提出流率校正因子F对最小能量理论方程进行了修正，将理想的料仓下料模型拓展至实际下料过程。进一步，对于Con-In，根据流道结构特征结合对粉体的受力分析，修正了模型中的锥角项；对于Ucon-In，基于粉体下料流动竞争机制，提出分阶段下料模式并关联了内层和夹层的下料流率，最终建立了复杂流道结构料仓的下料流率预测模型。该模型综合考虑了粉体物性、下料流型和流道结构的影响，可有效预测自由流动粉体和黏附性粉体流经传统料仓(No-In)和改流体料仓(包括Con-In和Ucon-In)的粉体下料流率，且预测偏差<10%。     

煤粉料仓通气下料流动行为

在可视化有机玻璃料仓系统上对煤粉下料过程及其特性进行了实验研究。研究表明,煤粉介质粒径小、比表面积大,属于黏附性非自由流动粉体,下料流动困难;料仓通气技术可以显著改善煤粉流动性从而促进料仓下料,但过量通气反而会抑制煤粉下料。通过分析下料过程中料仓壁面的压力信号,揭示了料仓压力分布特性,分析了超侧压现象并定义了压力转换面。实验发现,通气可以在一定程度内减小超侧压幅度,扩大煤粉流化疏松区域,提升转换面高度。此外,研究还发现通气下料过程中存在气体穿透现象,穿透临界高度随通气量的增加而提高,并且穿透后煤粉下料流率降低。     

Shell煤气化装置中煤粉流量调节阀性能研究

煤粉流量调节阀在国内气流床粉煤气化装置中广泛使用,对于调节控制煤粉流量发挥着重要作用.在中国石化安庆分公司的Shell煤气化装置上,对进口煤粉流量调节阀进行性能测试和研究.结果表明,该煤粉流量调节阀在其开度低于20%时,阀门开度变化对流量的调节最为敏感,开度大于40%后,几乎没有调节流量的作用.分别给出了在煤粉循环系统和气化炉运行系统中该调节阀的压降特性及其压降占系统总压降的分率值,并对提升阀门性能及优化操作提出了建议.     

CPFD在细颗粒料仓下料中的应用

借助计算颗粒流体力学(CPFD)的数值模拟方法,研究了细颗粒玻璃微珠在不同结构料仓内的下料特性,获得了料仓出口直径和半锥角对颗粒下料流动的影响。在实验室可视化下料平台开展了验证实验,模拟结果与实验结果吻合较好。模拟结果表明:下料流率与料仓出口直径2.5次方呈正比;料仓半锥角增大,下料流型从质量流过渡至漏斗流。CPFD模拟给出了料仓下料过程的细节信息,并获得了料仓结构对颗粒流动形态转变的临界面相对高度的影响。     

煤气化细灰及其原煤的热解特性与官能团特征

对气流床水煤浆气化细灰和粉煤气化细灰及其原煤的热解特性与官能团特征进行研究,结合工业分析、元素分析、红外光谱(FTIR)方法以及热重-质谱联用(TG-MS)技术,分析了两种气化工艺所得细灰的特性,以及细灰与原煤官能团结构特征的差异。结果表明,气化细灰在经历煤气化过程后仍有部分挥发分未完全分解,细灰中的挥发分含量与其气化工艺有关;煤气化过程中,部分官能团未分解,并可能有部分官能团重排生成了较稳定的含氧化合物等新官能团。     

气流床煤气化细灰流动特性研究

细灰是气流床煤气化工艺的副产物,在建筑、吸附和提取氧化铝等诸多领域都展现出其巨大的再利用潜力。细灰的流动特性对其再利用过程有着重大影响,但不同气化技术产生的细灰性质有所不同,流动性也相差较大,因此对不同气化技术产生细灰进行流动性表征的研究意义重大。研究分别选取水煤浆气化(OMB)细灰以及不同粉煤气化工艺(Shell、SE)细灰为基础物料,通过测试细灰的内聚力(Cohesion)、稳态内摩擦角(φst)与初始流动内摩擦角(φi)的差值以及单位流动能(SE)对不同气化工艺细灰的流动特性进行了对比研究,并获得了平均粒径和细颗粒含量对细灰流动性质的影响结果。研究表明:研究涉及的几种气化细灰中,粉煤气化细灰比水煤浆气化细灰内聚力更强,流动性更差;对粉煤气化而言,激冷流程的细灰较废锅流程的细灰流动能力更弱。     

煤粉质量流量计的选择与应用

介绍了煤粉固体质量流量测量技术及产品,总结了固体质量流量计在粉煤气力输送过程中的应用情况,探讨了电容式固体流量计工业规模下试验标定方法和结果,对于气固两相流工业在线测量提供了参考。     

上出料系统粉煤密相气力输送特性及其与下出料系统的比较

考察了气体进入方式和输送压力对上出料发料罐系统粉煤密相气力输送特性的影响,并比较了上出料和下出料发料罐系统的煤粉输送量、固气比和稳定性差异.结果表明,在上出料发料罐系统中,随锥部气增加,煤粉输送量和固气比呈先增加后减小趋势;随底部气和调节气增加,煤粉输送量和固气比呈减小趋势;随输送压力增加,煤粉输送量和固气比先明显增加...     

气流床粉煤加压气化制备合成气新技术

介绍了我国自主创新的气流床粉煤加压气化制备合成气新技术,给出了该技术在国内首套中试装置上的运行数据与工艺技术指标;运行结果表明,其合成气中有效气成分为89%￣93%,碳转化率≥98%,各项技术指标达到国际先进水平,具有广阔的应用前景。同时,介绍了目前在国际上尚未见报道的以CO2为粉煤输送介质进行气化反应的合成气成分。