球型热载体回转窑褐煤热解过程的传热模型

为了了解热载体球煤粉热解过程的传热机理,建立了热载体球回转窑褐煤热解的传热模型并进行了模拟。结果表明:在热载体和煤的初始温度分别为973.15K和373.15K,煤粒径为6mm,热载体与煤质量比为6时,在330s后系统温度达到平衡,约786K。煤颗粒密度的变化以及热解气与热载体对流换热对系统的温度变化的影响较小,反应热对传热速率和平衡温度影响较大。     

固体热载体法褐煤热解过程中的传质传热特性

为揭示在固定床反应器中固体热载体法快速热解褐煤工艺过程中的热、质传递机理,建立了固体热载体法褐煤热解过程中的传质传热模型。模型包括球型颗粒的一维非稳态导热方程和基于分布活化能模型的动力学模块,分别采用有限容积法与Matlab软件中遗传算法工具箱对二者进行数值计算。通过呼伦贝尔褐煤热重实验数据与温度测定实验数据分别验证了预测的动力学参数及颗粒传热模型结果。研究发现,热、质变化在固体热载体法褐煤热解工艺中呈现复杂的耦合特性。此外,考察了在不同初始温度、热载体进料比与煤颗粒半径条件下,褐煤在热解过程中颗粒内部温度场在径向上随时间的变化规律,并分析了产物释放速率与温度场的关联性,结果表明热历程改变是工艺条件对热解产物分布造成影响的根本原因。     

南宁褐煤固体热载体快速热解研究

在实验室１０ｋｇ／ｈ处理量的连续实验装置上,以南宁褐煤为原料,进行了快速热解实验。实验结果表明,利用劣质的南宁褐煤,可以生产符合城市煤气标准的中热值煤气、轻质焦油和活性半焦。重点分析和讨论了工艺特点、原料煤热解特性、产品分布、组成、性状及加工利用等问题。     

固体热载体热解中传热行为的Fluent模拟和实验

固体热载体热解(SHC)和外热式普通热解(CP)由于传热方式和热解挥发物经历温度场的不同,其传热行为和热解行为存在较大差异。采用小型密闭固定床反应器,以核桃壳(WS)为原料、石英砂(QS)为固体热载体,在石英砂预热温度800℃、QS与WS质量比9∶1条件下研究了传热行为和热解规律。采用实验和Fluent模拟两种方式研究了固体热载体热解过程的传热行为,并将温度场解耦为热解温度(T_WS)和挥发物温度(T_QS-h)。研究结果表明:相比于模拟所得的T_WS和T_QS-h最大值(490和612℃),实验数据(460和508℃)更小,实验过程存在散热现象。T_WS平均值■和T_QS-h平均值■的温差的实验值和模拟值分别为39和72℃,说明低温挥发物在逸出过程中经过高温石英砂层时发生剧烈的二次反应。相比于CP,SHC热解方式下的焦炭得率和气体得率更高,分别为67.42%和12.51%;油得率和水得率更低,分别为8.69%和11.38%。同时,SHC热解方式下的油中极轻馏分(VL...     

褐煤固体热载体热解提质工艺进展

介绍了国内外几种典型的褐煤固体热载体热解提质工艺,并从原理、操作条件、原料、热解产品、能量利用率、局限性等方面对各种工艺进行了分析对比;分析了工业上常用的固体热载体的优缺点,提出了褐煤固体热载体热解技术的发展方向。     

固体热载体煤热解过程中氮的迁移

在固体热载体煤热解实验装置上考察了石英砂、燃烧灰和气化半焦为热载体对煤热解过程中氮迁移的影响.固体热载体煤热解过程中,热解温度升高有利于煤中挥发分析出,可以促进煤中含氮官能团发生断键,利于氮的脱除.快速热解可促进煤中氮脱除生成HCN和NH3.分别以石英砂、燃烧灰和气化半焦为热载体,研究表明:热载体中矿物质可促进焦油氮分...     

神府煤固体热载体法快速热解的研究

固体热载体法低温快速干馏(或称快速热解)是一项对褐煤、油页岩和长焰煤进行综合加工利用的正在开发的新工艺。为此,我们在实验室建成了10kg/h处理量的连续实验装置,并对国内多种褐煤、油页岩及神府长焰煤进行了实验和评价,得到了较理想的结果。本文就神府长焰煤的结果,对该工艺的特点、原料煤热解特性、产品分布、组成、性状及加工利用等问题进行分析和讨论。     

固体热载体煤热解技术进展与突破

介绍了低阶煤利用现状和典型固体热载体技术特点,分析了现有技术难以大规模工业化的根源和瓶颈,并从化学反应角度提出了实现热解突破的关键技术问题。内构件移动床热解技术利用内构件调控作用,将热解油气定向导出反应器,最小化初级热解产物二次反应,并实现热解油气原位过滤除尘和重质组分选择性裂解提质,创新了热解反应调控,突破了传统热解局限性。而固体热载体内构件移动床热解技术充分结合内构件调控与固体热载体加热,实现焦油高收率和高品质,并有效抑制油气粉尘夹带,为固体热载体热解技术发展提供了新的研究思路和方向。     

固体热载体热解高挥发分烟煤产物分布及性质

以三种高挥发分烟煤为原料,对固体热载体煤热解获得的气、油、焦产物产率、组成和性质进行了考察.结果表明,提高煤与热载体的混合热解温度可使煤气和焦油产率有所增加.热解焦油产率可达干煤重量的9%～11%,热解焦油可用于提取具有较高附加值的BTX,PCX,萘及脂肪族烃类等产品.热天平燃烧实验结果显示,热解半焦仍具有很好的着火和燃烧特性,随着热解反应温度的提高,燃烧区间向高温区移动,确定了半焦燃烧的反应动力学及其参数.     

内构件移动床固体热载体油页岩热解技术

从化学反应工程角度分析了小颗粒油页岩热解技术存在的共性问题和初级热解与二次反应的关系,提出了定向调控热解产物流动及其与挥发分反应匹配的方法。针对小颗粒油页岩热解制备高收率和高品质页岩油的技术需求,创新性地提出了内构件移动床固体热载体油页岩热解技术,通过内构件调控热解挥发分在反应器内的流动,实现热解油气原位过滤除尘和选择性裂解提质,以解决现有固体热载体热解技术长期面临的所产页岩油中含尘量高、重质组分高和油收率低等问题。建立了10 kg·h^-1内构件移动床固体热载体油页岩热解模式装置,验证了新工艺的可行性和先进性,展示出良好的技术应用前景。     

基于循环灰热载体煤热解的固-固颗粒冷态混合特性

以开发循环流化床（CFB）燃烧/煤热解分级转化工艺为应用背景,为在移动床混合段内利用有限高度空间达到理想的灰/煤混合效果,建立了内置锥面形挡板结构的固-固冷态混合实验装置,并对颗粒的混合特性进行了研究。分别以石英砂和硅胶模拟CFB循环灰和煤,采用挡板重力混合的方法,探究了挡板角度、层数、放置方式（对向和旋转放置）以及物料混合比等因素对混合效果的影响,并与机械混合实验进行了对比。结果表明,在混合过程中颗粒的混合和分散是并存的,旋转放置30°的挡板层数越多,硅胶和石英砂颗粒混合越均匀,混合物料中石英砂比例越高,混合效果越好。通过优化挡板结构及设置方式强化对流混合和剪切混合可明显改善固-固混合效果。虽然与机械混合相比,挡板混合效果略差,但在一定操作范围内仍可满足灰/煤混合热解工艺的要求。     

A model of devolatilization behavior in lignite pyrolysis with solid heat carriers

To elucidate the influence of the process conditions on pyrolytic products, the interactions between transport phenomena and pyrolysis kinetics are quantitatively analyzed at the level of a single coal particle. A comprehensive mathematical model is formulated to predict intraparticle multiphysics and devolatilization behaviors; the model contains two correlative one-dimensional unsteady heat conservation equations and ternary mass conservation equations in conjunction with the simplified dusty-gas model. Moreover, a multistep kinetic model of coal devolatilization is adopted to predict the generating rates of the lumped pyrolytic products. Validation of the model against experimental and literature data showed that can predict the transient temperature profiles of a coal particle and the yields of volatiles. Finally, the effects of the main process conditions on the intra- and extra-temperature history of lignite during pyrolysis with solid heat carriers are analyzed. The interactions between physical transport and the pyrolysis reaction are also examined.     

低阶煤无热载体快速热解炉工艺试验研究

为实现煤炭热解分质梯级利用,提出了低阶煤无热载体粉煤快速热解炉工艺,以印尼褐煤为研究对象,对无热载体粉煤快速热解工艺所产焦油、热解气、半焦等进行分析,验证低阶煤无热载体热解炉工艺的技术可行性。结果表明,试验煤种经低阶煤无热载体粉煤快速热解炉工艺处理后热解焦油产率达11.84%、热解气产率14.08%,半焦产率64.97%,其中焦油产率比格金干馏试验提高了1.49%,半焦发热量较原煤提高了2.63 MJ/kg,热解气有效气体含量达80%以上。表明该低阶煤无热载体粉煤快速热解炉工艺具有热解温度可区域精确控制、热解速度快、焦油产率高、产品品质好等优点。     

利用MathCAD进行耐火内衬的传热计算

介绍了利用MathCAD进行耐火内衬各个界面、外壁温度的计算,说明MathCAD是工程设计在选择耐火材料和耐火衬厚准确、快捷的工具。     

蓄冰球中填充泡沫铝的融化相变传热过程的数值模拟

建立了蓄冰球中填充泡沫铝的融化相变过程自然对流模型,模型中考虑了固相与液相密度差和自然对流的影响。数值模拟了以铝为骨架、冰为填充相的单个冰球的二维融化过程,得到了在第三类边界条件下蓄冰球融化过程的温度场和相界面移动规律,并与只填充纯冰的蓄冰球传热过程进行比较,同时分析了泡沫铝的孔隙率对融化时间的影响。     

新型热法磷酸燃磷塔传热分析与计算

在介绍新型燃磷塔结构的基础上,提出了计算其理论燃烧温度和烟气排放温度的工程方法。同时分析了燃磷量、过剩空气系数及燃磷塔结构型式等因素对其传热特性的影响。结果表明,在空气过剩系数或空气量不变时,最高燃烧温度和烟气排放温度随燃磷量增加呈单调递增趋势;而在燃磷量一定时,过剩空气系数越大,最高燃烧温度越低,烟气排放温度越高。     

熔硫槽传热面积的简式计算

固体硫磺的熔融过程较为复杂,影响传热面积的因数很多,熔硫槽传热面积的计算颇为繁琐。考虑到熔硫过程中具有共性的确定性因数,通过计算和推导,找出熔硫槽的传热面积与各种影响因数之间的函数关系,以期减少大量的繁琐计算工作。     

颗粒填充液冷式散热器的传热及流阻性能

通过在液冷式CPU散热器蛇形流道内填充不同粒径的玻璃珠和碳钢珠,对改进前后液冷式CPU散热器进行实验研究,分析了各因素对液冷式CPU散热器的传热和流阻性能的影响规律。结果表明:散热器填充玻璃珠后的对流换热系数为填充前的1.4—2.5倍,阻力系数f是填充前的4—10倍;散热器填充碳钢珠的散热效果和流阻性能均优于填充玻璃珠的,其Nusselt数是填充玻璃珠的1.5—2倍,而流动阻力仅是填充玻璃珠的0.5—0.7倍。