输运床气化炉粉煤气力输送中煤粉流量影响因素的研究

在中试装置的基础上,分别在不同的输送气流量、气量分配比、给料斗压力、粉煤气速等条件下进行了输送试验,通过粉煤质量流量计进行计量,考察了操作参数对煤粉质量流量的影响。结果表明:当粉煤加压输送装置的输送气总量增大时,粉煤质量流量相应增加,两者存在幂指数函数关系;不同的输送气分配量对于粉煤的输送存在影响;粉煤管线的压差对粉煤流量影响因素较大,两者存在线性关系;输煤管线中粉煤输送气速的变化对粉煤质量流量几乎无影响。     

不同外水含量下煤粉高压密相输送试验研究

在输送压力可达4.0 MPa的气力输送试验台上进行两种煤粉不同外水含量下的密相输送试验,研究煤粉表面性质和外水含量对流动特性的影响。结果表明：相同外水含量下,年轻煤流动性较好;中等变质煤在初始外水含量（外水M=0.40%）下存在显著的静电效应,外水含量增加,静电效应明显抑制;随着外水含量增大,中等变质煤的质量流量和固气比先略增大后逐渐减小,年轻煤则呈逐渐减小趋势;弯管当量长度系数K与输送气速近似成比例关系,相同气速下年轻煤K值逐渐增加而中等变质煤则先略有减小后急剧增大。通过试验,获得了两种煤粉高压密相输送外水含量的极限值。     

造气湿煤灰浆体沉降性能研究

分析造气湿煤灰作为管道输送介质的沉降性能。分析结果为,Wt=20%的单一粒径浆体,粒径越小,悬浮或沉降的时间越长;Wt=20%的造气湿煤灰原样,其悬浮和沉降时间为3 min,介于单一粒径之间,且随着固体颗粒含量的增加,悬浮和沉降所需时间越长。造气湿煤灰单一粒径浆体和原样的SV值变化相似,在固体颗粒含量一定时,随着粒径的变化,SV值不受影响。     

粉煤吸附甲烷温度变化规律试验研究

为了研究粉煤在吸附甲烷过程中的温度变化规律和机理,采用理论分析与试验研究相结合的方法,基于焦耳-汤姆逊效应和吸附热效应原理,对比分析无粉煤纯甲烷压缩、膨胀及不同压力条件下粉煤吸附甲烷温度变化规律。研究结果表明:用充气罐向无粉煤腔体内充甲烷时,由于甲烷焦耳-汤姆逊效应,腔体内气体温度在不同压力条件下迅速升高15℃;当腔体卸压时,甲烷温度下降6℃;粉煤吸附甲烷过程为放热过程,温度升高2～8℃,其温度变化的幅度与甲烷吸附平衡压力有关;粉煤吸附甲烷过程中,环境温度的变化是吸附反应放热和节流效应共同作用的结果。研究结果对井下瓦斯动力灾害预测温度指标的选取依据提供了一定的参考价值。     

粉煤灰干式充填气力输送实验研究

为安全、经济地充填采空区,需要对粉煤灰输送进行优化。在不同的输送距离下,通过改变进气量、输送压力等参数,使气体的输送效率,即料气比、系统出力、系统的压力损失达到各自最优值,采用电容层析成像系统(ECT)进行气固两相的模拟分析,得出稀相、浓相的输送规律。实验结果表明:200m是最优的输送距离,达到了高料气比、高出力和较低的压力损失;输送压力即开泵压力,对输送情况影响较小;系统在进行稀相输送,有较高的效率。在实际工程中,输送距离控制在200m内。     

造气湿煤灰物化性能及流变特性分析

造气湿煤灰来自于煤化工行业造气产生的工业污泥,针对造气湿煤灰和原生煤泥的煤质、颗粒粒径分布和颗粒形态进行了对比分析,并对造气湿煤灰的流体特性进行了探索。结果发现,造气湿煤灰与原生煤泥在含水率、比重以及比体积等方面相近,但比表面积比原生煤泥大;造气湿煤灰的挥发分比原生煤泥低,仅为0.9%,空气干燥基水分是原生煤泥的49.1%;由热值分析结果看,造气湿煤灰的热值为原生煤泥的84.3%;造气湿煤灰的粒径分布曲线与原生煤泥相似,而原生煤泥的颗粒粒径分布范围较宽;随着煤浆固体颗粒含量的增加,造气湿煤灰的浆液由假塑性流体向宾汉流体过渡,有利于密闭管道的输送。     

煤粉高压密相输送特性的实验研究

煤粉高压密相输送特性是煤粉输送系统设计和运行的基础。在实验装置上实现了背压1.0~4.0MPag,最高煤粉浓度640kg/m~3的煤粉高压密相输送,获得了一种高挥发分烟煤煤粉的输送规律,分析了操作参数和结构参数的影响机制。结果表明,输送压差一定,随着表观气速的减小,开始煤粉浓度缓慢增加而气固速度差迅速减小,然后煤粉浓度迅速增加而气固速度差变化缓慢。两个过程之间的转变在临界气速或者大于临界气速时发生,可能预示着管内流动形态的转变(如水平管中煤粉沉积),而且输送背压越低,煤粉流量越小,这种转变就越明显。在输送总压差一定的条件下,煤粉质量流量随着管径的增大而增大。     

基于正交设计的“固-气”耦合相似材料力学与渗透特性试验研究

为研究“固-气”耦合相似材料力学与渗透特性,运用正交试验设计配制了以河砂为骨料、石蜡为胶结剂、液压油为调节剂等组合的相似材料;采用极差分析及多元回归分析等方法,研究了冲击次数、骨料粒径、油含量、胶砂比对相似材料抗压强度、弹性模量、泊松比及渗透率的影响。结果表明：各因素对抗压强度的影响由大到小依次为油含量、冲击次数、骨料粒径及胶砂比;对弹性模量的影响为油含量、冲击次数、胶砂比及骨料粒径;对渗透率的影响为冲击次数、胶砂比、油含量及骨料粒径;各因素对泊松比影响较小。相似材料的抗压强度、弹性模量与冲击次数、骨料粒径呈正相关关系,与油含量、胶砂比呈负相关关系;渗透率与冲击次数、骨料粒径、油含量呈负相关关系,与胶砂比呈正相关关系;泊松比与各因素无明显关系。得到各因素共同影响下相似材料特性参数的综合模型。     

GSP气化技术煤粉密相输送系统稳定性研究

为实现大规模工业化GSP气化技术煤粉密相输送系统的稳定输送,研究了煤粉物性、输送工艺、操作参数对输送特性的影响。结果表明:当煤粉湿含量由6.9%降到4.2%时,锁斗下料顺畅,减压系统偶尔出现堵塞。采用压差控制输送煤粉时,煤粉质量流量波动大于20 t/h,而采用流量调节控制煤粉输送时,煤粉质量流量波动小于5 t/h,因此,采用流量调节控制时,煤粉输送稳定性大幅提高。当操作参数进料器流化气量由220～180 m3/h调整为90～140 m3/h时,煤粉输送管线注射器1气体的流量由7 m3/h调整为3 m3/h,投煤后关闭注射器2,可使固气比由280 kg/m3增加到400 kg/m3,质量流量由42 t/h增加到72 t/h,进一步提高了煤粉密相输送系统的稳定性。     

基于CFD气固密相循环流化床湍动特性分析

基于欧拉-欧拉双流体模型,对新型密相循环湍动流化床进行了研究。采用SSTk-w模拟气相湍动,KTGT模拟固相颗粒脉动,用Gidaspow模型分段描述密相湍动区和稀相循环输送区气固相间耦合作用,获得了密相循环流化床气固湍动特性。CFD的模拟结果表明,密相提升管在较低气速下进入湍动状态,中心区域轴向压力均匀变化,颗粒浓度高达30%以上,轴向气穴与颗粒相间隙絮状分布,近似均匀流动,轴向颗粒速度存在一个先减小再增大的过程。在边壁区颗粒浓度高,存在强烈的气固反混。