喷雾洗涤冷却室内雾化液滴粒径变化规律的实验研究

用马尔文激光粒度分析仪对喷雾洗涤冷却室冷模装置内雾化液滴粒径进行了实验测定,考察了不同工况下,洗涤冷却室内雾化喷头所在平面处以及气体出口处液滴粒径的变化规律。实验为装置内进一步的传热传质研究提供了一定数据支持。研究显示,在错流气体作用下,洗涤冷却室内雾化喷头所在平面的近喷头区域影响液滴粒径的主导因素为喷雾流量,而远离喷头区域液滴粒径则受气体流量和喷雾流量的共同影响,随气体流量增加,液滴聚结作用增强,粒径增大。实验发现,气体出口处液滴粒径主要受气体流量的影响,随气体流量Qg由300 m3/h上升到500 m3/h,气体出口液滴的Sauter平均直径(Sauter mean diameter,SMD)D32由60μm左右上升到了85μm,根据颗粒沉降公式进行计算得到的值与实验值比较,两者趋势一致。     

石灰石煅烧产物CaO的孔隙特征模拟及实验研究

为了研究石灰石煅烧产物 CaO 的孔隙特征与脱硫过程的关系,建立了 CaO 孔结构特征的数学模型,利用模型计算了 CaO 内部孔的比表面积和孔容积,计算值与实测值吻合良好.重点对0～5 nm,5～20 nm,20～100 nm及>100 nm 4个孔径范围进行了分析,结果表明:在 3 种试样中,试样 A 的粒径最大,孔径分布最宽,函数峰值所对应的孔半径及平均孔半径最大;试样 B 的粒径居中,但是孔径分布最窄,函数峰值所对应的孔半径及平均孔半径最小;粒径最小的试样 C,煅烧时可能部分烧结,导致函数峰值所对应的孔半径及平均孔半径比试样 B 大.在 3 种试样中,试样 B 的有效孔径(5～20 nm)所占的比例最大,由此预测其脱硫效果最好,选取上述 3 种粒径石灰石煅烧产物进行脱硫实验,实验结果与预测结果一致.     

钾盐添加量及煤焦粒度对两段组合式气化工艺的影响

高效能两段组合式煤气化工艺能有效利用高温煤气显热,以提高现有气流床气化技术的冷煤气效率。在两段组合式煤气化炉热态实验装置上,考察了二段床层不同粒径范围煤焦的气化反应性,实验得出,最优粒径范围为10~15mm。该粒径范围下,二氧化碳累积转化率达10%,其反应速率在反应30 min时达到峰值,床层平均温降最高,达到402.4℃。文中还研究了钾盐添加量对二段煤焦气化反应性能的影响,钾的添加量应大于5%才能明显体现其良好催化效果。碳酸钾用量在8%下的催化效果显著,二段出口有效气体浓度和碳转化率等参数提高明显,二氧化碳累积转化率为19%。此工艺有效实现CO2减排和资源化利用,环境效益良好。     

煤气化炉洗涤冷却室液滴夹带的研究及GA-BP预测模型

新型洗涤冷却室是对置式多喷嘴新型水煤浆气化炉的重要组成部分.在工程运行中,可能出现带水问题,影响后续系统的稳定运行.本文研究水煤浆气化炉洗涤冷却室液滴夹带的问题,证明气速与分离空间的高度是影响液滴夹带量的2个重要因素.气速相同,分离空间越矮,液滴夹带量越大,分离空间的高度不变,气速大液滴夹带量越大.遗传算法和BP神经网络模型都适合解决非线性问题,但各有优缺点.实验数据与遗传算法优化BP网络技术,构造出新型洗涤冷却室内液滴夹带的预测模型,使网络的训练步数从186步减小到8步.测试样本检验相对误差较小在5%以内,预测能力较强,能满足工程需求,可作为工业中,液滴夹带的在线监测和自动控制.     

含细长颗粒的洗涤冷却室内的多相分布特性

采用改进的直接取样法,在按几何尺寸缩小的工业气化炉洗涤冷却室冷模装置内,同时测量不同操作条件下的轴径向局部固含率和气含率,对细长颗粒在洗涤冷却室内的多相分布特性进行研究。结果表明：以下降管出口截面为界,洗涤冷却室可分为上部气液固混合区和下部固液流动区,其中上部区域由下降管出口区、破泡板作用区和气垫层区组成,下部区域由气相湍动作用区、回流区和二次流动区组成;在颗粒阻碍效应减速沉降和团聚效应加速沉降的共同作用下,轴向固含率呈现波动分布;环隙气速、固相体积分数和长径比的增加均会增强床层的湍动,促进气体的径向扩散;操作条件的改变使颗粒的漂移速度发生改变,径向固含率分布出现波动;在气相扰动和回流作用下,二次流动区呈现环状流动,流体和颗粒的"壁面效应"使该区域的固含率呈现中心高边壁低的特点。     

新型两段组合式气化产气热值的RBF神经网络预测模型及遗传算法优化

气化效率对IGCC绿色发电的效率有着很大影响.现有气流床煤气化技术存在热回收方案不尽合理之处,华东理工大学提出了回收化学热新型两段组合式气化技术,一段气流床二段固定床组合气化,将一段气化合成气后的高温显热,在二段气化炉内转化为化学热,提高总气化热效率.本文采用基于径向基函数网络(RBF)模型,预测此气化工艺产气的低位热值,并用遗传算法优化网络参数,将模型计算结果与实验比较,两者吻合较好,表明模型预测该流程的低位热值性能稳定,精度高.     

多喷嘴对置式煤气化技术

简要介绍华东理工大学和兖矿集团公司合作,成功开发了具有完全自主知识产权、国际首创的多喷嘴对置式水煤浆气化技术,并成功地实现了产业化,应用于工业生产中。同时还介绍了研究开发的水冷壁式中试气化炉运行结果和粉煤加压气化技术工业示范装置的实施进展情况。     

新型洗涤冷却室内的气体带液问题

通过对Texaco水煤浆气化炉新型洗涤冷却室内不同操作条件下气体对液滴夹带量及带出量的测定,得出了气体带液量同床层内气速及气液分离空间高度之间关系的统计模型.研究结果表明,洗涤冷却室内液滴夹带量主要与气液分离空问高度、床层内气速及液位等因素密切相关,带液量随着气速、床层液位的增大而增大,随着分离空间的减小而增大.新型洗涤冷却室内部构件对气体的带液量起到很大的阻拦作用,有效地减轻了洗涤冷却室内气体带水问题.在离气体出口0.1 m左右的范围内,存在一个气体加速区,气量越大,这个区域对液滴的带出量影响越显著.     

基于配煤和表面修饰改善褐煤成浆性的研究

为改善褐煤成浆性,使其满足水煤浆气化需求,利用石油焦配煤,煤油作为表面修饰剂,研究改性方式对褐煤成浆性的影响。结果表明：（1）石油焦具有较强的疏水性,添加石油焦配煤显著提高褐煤的成浆浓度,且成浆浓度与石油焦占干基固体颗粒质量分数α（α>10.0%）正相关;（2）添加占干基固体颗粒质量β的煤油表面修饰配煤混合颗粒可以增强颗粒疏水性,进一步提高煤焦浆浓度,黏度随β先减小后增大,β最佳值与α（α>10.0%）负相关;（3）添加微量石油焦（α<1.0%）煤油悬浮液修饰时,可以提高煤油修饰效果,降低煤焦浆黏度η,α最佳值与β正相关。