流化床煤气化过程的数值模拟与工艺优化

以实验鼓泡流化床气化炉为模拟对象,采用多相粒子单元法(MP-PIC)对煤气化反应进行数值模拟,并对煤气化反应模型进行了可行性验证。结果表明:模拟值与实验值吻合,证明了模拟的准确性。研究了气-固流型、煤气组分和反应速率的分布情况;以气化效率和碳转化率等为气化指标,探究了氧气煤比、蒸汽煤比和煤粉粒径对煤气化指标的影响。基于正交实验结果,用响应曲面法探究多因素影响气化效率的规律,得到了最佳工艺条件。研究结果表明,各因素影响权重从大到小依次为:氧气煤比煤粉粒径和蒸汽煤比。响应曲面法得到的最优工艺条件:氧气煤比为0.474、蒸汽煤比为0.376、煤粉粒径为3.055 mm,此时最大气化效率为0.707。

化学链分级气化燃料反应器气固流动数值模拟

本文基于多相粒子单元法对化学链分级气化燃料反应器(下部为气化反应器,上部为重整反应器)开展了气固流动数值模拟研究,验证了曳力模型、模型参数(法向和切向颗粒–壁面碰撞恢复系数e和e)对计算结果的敏感性,并确定了合适的曳力模型及模型参数。探究了表观气速和两床接口处狭缝尺寸对颗粒连通量的影响规律,研究结果表明:颗粒连通量随表观气速的增加而增加,随狭缝尺寸的增加而减小。