加压射流流化床煤催化气化制天然气的模拟研究

以煤催化气化制合成天然气技术为研究背景,内径0.2 m,高6 m,处理量为0.5 t/d的流化床气化炉为研究对象,建立了煤催化气化流化床气化炉的数学模型。将气化炉简化为3个区域:分布板区、气泡区和自由段区,基于稳态一维模型,考虑了加压下流体力学性质(最小流化速度、射流高度和直径、气泡直径和速度以及床层膨胀比),质量和热量传递,以及催化气化反应动力学(煤焦燃烧、水蒸气气化、变换和甲烷化)等因素对气化结果的影响。计算结果表明:当射流管引入氧气后,颗粒温度迅速达到最大值随后下降最后趋于平缓;氢气和二氧化碳浓度随着床高近似线性增加,但一氧化碳和甲烷随床高增加缓慢;3.1 MPa时最大气泡直径约为0.11 m,气化炉内不会发生节涌现象。计算床温和气体组成与实验结果有良好的一致性。     

多元料浆气化工艺过程模拟

分析了多元料浆气流床的气化过程,建立了热力学平衡模型;在料浆特性、气化剂参数、气化压力确定的条件下,由模型预估了原料在气化炉中反应产生的气体组成及相关气化指标;根据工艺参数的变化,研究了气化温度、气体成分、冷煤气效率随之变化的规律.研究分析结果表明,气化操作条件得到优化,为工业装置的改造、设计和优化提供了部分依据.     

煤炭气化气流床气化炉的数学模拟

简要介绍了煤炭气流床气化的原理，总结了到目前为止煤炭气化气流床气化炉数学模拟情况，包括简单平衡模型和动力学模型（一维或多维），给出了这些数学模型模拟的主要内容（对气化过程流化力学、热力学、化学反应和质量、能量及动量平衡考虑情况）和模型的主要结论，以及典型气流床气化炉的模拟煤气组成和煤炭转化率数值与实验值或实际操作值的比较情况，结果显示主要组分模拟误差较小。     

煤气化技术工业应用概况及工艺选择(下)

正1.3气流床气化工艺气流床气化工艺有干法进料和湿法进料2种形式,将煤粉(粒度100μm)或煤浆与气化剂一起由喷嘴高速喷入气化炉,气化炉内气流速率超过颗粒夹带气速,气固并流运动并发生高温燃烧和气化反应(约1 500℃),煤灰呈熔融状排出气化炉。气流床气化的高温、高压、强混合过程有利于提高气化强度,具有生产能力大、碳转化率高、煤气     

一种用于煤气化过程监控的简便平衡组分估算方法

针对气流床气化炉的过程监控开发了一种计算气化产物平衡组成的简易估算方法。该算法主要包含一个需迭代求解的非线性方程,可求解9种可在线监控的气体组分。该算法用5种不同工业工况在水煤浆进料和干煤粉进料气化炉上进行了验证,结果表明:与基于Gibbs自由能最小化算法相比,该算法收敛性好、计算强度小且内存占有率低,计算准度符合过程监控的需要。利用本算法分析了气流床气化炉适宜作调控气化炉运行状况的气体组分选择方案:对操作在1 300~1 450℃范围内的气化炉适宜采用H_2与CH_4作为监测变量;而对操作在更高温的气化炉适宜采用有效气含量作为监测变量。     

双通道喷嘴渣油气化过程(Ⅰ)冷模实验

基于对3套8.53MPa双通道喷嘴渣油气化装置普遍存在的工程现象的思考,组织了模型气化炉冷态试验。测试了3种模型在6种射流速度下的停留时间分布,7种模型在2种射流速度下的速度分布。给出了停留时间分布密度函数、无因次半速度半径轴向增长、径向射流最大速度轴向衰减和径向速度分布计算公式。     

双流化床生物质气化炉研究进展

生物质是重要的清洁可再生能源,双流化床生物质气化技术是将低品位的生物质能转化成高品位氢能的重要途径。本文阐明了双流化床气化过程的基本原理,从燃气中氢气浓度、焦油含量和装置热效率等角度,介绍了双流化床生物质气化技术的早期探索和发展现状,对目前几种典型双流化床生物质气化炉的炉型设计及相关试验研究进行了分析和总结。指出内循环双流化床气化炉结构虽然简单紧凑,但是难以避免气化室和燃烧室之间的气体串混问题;而外循环流化床通过外置返料器很好地解决了气体串混问题。分析了不同气化室优化设计方案对提升燃气品质的理论依据及其优缺点。最后对双流化床生物质气化技术的发展进行了总结和展望,指出双流化床生物质气化制氢具有非常广阔的工业化应用和发展前景。     

水煤浆气化过程中残碳量计算模型

基于气化炉大型冷模实验的研究结果和煤气化过程的特点,分析了气流床水煤浆气化炉内各个区域的流动与化学反应特征,建立了水煤浆气化过程中残碳量的计算模型,考察了煤的挥发分、煤颗粒平均直径以及气化炉平均停留时间对残碳量的影响。计算结果表明,平均停留时间增加,残碳量减小;在相同的平均停留时间和颗粒平均直径下,煤中挥发分增加,出气化炉残碳量减小;在相同的平均停留时间和挥发分含量下,煤浆中煤颗粒平均直径减小,出气化炉残碳量减小。     

PRENFL0气化技术的开发及应用

介绍了Prenflo加压气流床气化技术开发过程的4个阶段，包括K－T气化炉、Shell-Koppers气化炉、48t/d的Prenflo示范装置及2600t/d的用于IGCC的Prenflo工业示范装置。     

奥里乳化油气流床气化过程的数值模拟研究

采用欧拉-拉格朗日方法对奥里乳化油气流床气化过程进行数值模拟研究,对气化炉内的非均相反应过程采用颗粒表面化学反应模型描述,对均相反应过程采用考虑了湍流对均相反应影响的有限速率/涡耗散反应模型。研究结果表明,气化炉内靠近喷嘴区域反应剧烈,温度及组分变化明显,但在气化炉的后半段变化较小。同时考察了氧气当量比对气化炉性能的影响,高氧气当量比可以得到较高的炉内温度和碳转化率以及较低的CO和H2摩尔分数。     

干煤粉气流床制工业燃气气化过程数值模拟

基于Aspen Plus软件,应用Gibbs自由能最小化方法,建立数学模型,对干煤粉气流床气化制工业燃气过程进行数值模拟。模拟计算结果表明,此模型可以比较准确地预测干煤粉气流床气化炉的出口气体成分。基于此模型,分别考察了氧煤比、蒸汽煤比对气化温度和有效气产量的影响,并确定出神华煤种合理的氧煤比为0.8和蒸汽煤比为0.1。     

撞击式气流床技术在新型气化炉中的应用

论述了发展先进气流床气化技术的必要性,介绍了了水煤浆的气化过程、撞击流技术的特点及其在新型气化炉中的应用。     

国内外水煤浆气化技术研究开发现状

国内外水煤浆气化技术研究开发现状化工部西北化工研究院张东亮水煤浆气化是在重油气化基础上发展起来的第二代煤气化技术，属于加压气流床（又称喷流床）气化工艺，火焰型部分氧化反应，液态排渣。水煤浆气化是一个很复杂的物理——化学反应过程，水煤浆和氧气喷入气化炉...     

基于FLUENT的粉浆配比对气化性能的影响

以单喷嘴粉浆气化炉为研究对象,深入了解了气化反应机理,基于FLuent软件分别建立了气化炉的热力学模型和动力学模型;对气化炉内粉浆气化过程进行了数值模拟,详细分析了投煤量为1 500 t/d的单喷嘴粉浆气化炉采用不同粉浆配比时对气化炉性能的影响;结果表明:在氧煤比一致的条件下,随着粉浆配比的增加,气化炉温度升高,有效气组分和产量随之增加,碳转化率略有提升。     

应用炉膛压力诊断气流床气化炉的火焰状态

气化炉是煤气化技术中的关键设备 .气化炉内火焰燃烧稳定性下降 ,会出现燃烧噪音增加、气化燃烧效率降低及熄火等现象 ,对安全性和经济性产生严重的影响 .对气流床气化炉内不同气化燃烧状态下的火焰压力信号进行了小波分析 .结果表明 ,压力信号在一定频段内的分布与气化炉内火焰燃烧的状态密切相关 ,发现随着火焰燃烧稳定性加强 ,气化炉内压力信号向高频方向移动 ,以此可以建立气流床气化炉燃烧诊断模型 .     

分级气流床气化炉模型研究

为了研究分级和气化炉结构对气化效果的影响,结合对分级气化炉内流动、燃烧和气化反应的分析,采用小室模型建立了分级气化炉的动力学模型,考虑了气化炉结构尺寸对气化过程和结果的影响。利用建立的模型,对等径结构、颈缩结构和渐扩结构3种形式的分级气化炉进行了计算,得到温度、气体组成及其体积分数、碳转化率等参数沿气化炉炉膛的分布情况,并和连续气化的结果进行了对比。结果表明氧气的分级给入加强了气化炉内的物料混和,提高了平均温度,有利于提高气化效率;同时最高点温度有所降低,有利于和延长耐火砖使用寿命。同样运行条件下分级气化得到的有效气体体积分数要高于连续气化。     

下吸式固定床气化炉的气化过程及气化特性模拟分析

为研究下吸式固定床气化炉内多相反应流场对气化过程的影响,基于Fluent软件,建立欧拉-拉格朗日模型追踪秸秆颗粒运动,P1模型模拟气化过程的辐射传热过程,同时耦合化学反应,对下吸式秸秆气化炉气化特性进行了分析.结果表明:燃料系数0.26,秸秆颗粒粒径13 mm,在距离燃烧器底部出口 4.85 m处,秸秆挥发分开始与气化...     

水煤浆加压气化过程的平衡组成

本文介绍水煤浆加压气化过程平衡组成的计算方法,同时描述了气化炉操作变量与平衡组成及气化指标的关系。     

化肥厂重油气化工序流程模拟

运用HYSIM化工过程模拟系统对中型氮肥厂重油气化工序进行了流程模拟，通过气化炉模拟计算的混合模型，对气化炉进行了过程模拟。分析了模拟计算结果，对计算值与实测值进行了比较，结果表明，实测值与计算值吻合较好。对重油气化工序进行了优化，得到各主要工艺参数对气化炉操作的最适宜条件。     

以煤为原料加压气化制粗煤气

以固定层加压气化炉－PKM及气流床加压气化炉－GSP炉为实例阐述其气化过程,出口气体成分及其它主要工艺参数。