撞击气流床气化炉内雾化过程中颗粒运动特性

基于实验室规模的撞击气流床气化炉,以水煤浆为原料进行气化实验,采用高温内窥镜及工业相机组成的可视化成像系统,在操作条件下,对水煤浆雾化过程进行拍摄。运用图像处理算法来识别和检测所得图像中的颗粒信息,利用颗粒示踪算法对颗粒进行轨迹测算。对颗粒的平均粒径、速度及角度进行统计分析。结果表明,喷嘴出口射流区内平均粒径主要集中在325~375μm,相较于原煤颗粒较大;大部分颗粒速度集中在1~2m·s^-1且运动过程中速度变化不大;大部分颗粒运动方向不随时间而变化,呈简单直线运动;颗粒轨迹呈现以喷嘴为起始点的扇形射线。

撞击气流床气化炉内浓度场和温度场的数值模拟

运用PDF燃烧模型模拟以柴油为模拟气化介质的撞击气流床气化炉气化时的过程,结果与实验较吻合。还考察氧燃料比与合成气组成的关系,分析了气化炉中的温度和浓度分布情况。模拟结果表明:氧燃料比与合成气组成关系很大,随着氧燃料比例降低合成气中有效气(CO+H2)浓度升高;通过温度变化预测撞击火焰上升的高度,得出模拟条件下撞击火焰上升的高度与气化炉内径之比在1.0左右;随着反应进行,气化炉轴向上O2浓度迅速下降,H2浓度逐渐升高,H2O浓度逐渐降低。

多喷嘴对置式气化炉内颗粒挥发分火焰可视化研究

基于实验室规模多喷嘴对置式水煤浆气化炉及其可视化装置,研究了气化炉喷嘴平面非射流区颗粒挥发分燃烧过程。结合图像处理技术,在气化条件下对粒径小于300μm颗粒挥发分火焰尾迹形态及变化过程进行分析。研究结果表明,颗粒挥发分火焰非典型包络型火焰,而是形成挥发分火焰尾迹。颗粒挥发分尾迹形态受颗粒脱挥发分所处阶段和颗粒相对于气流的运动状态的影响,随时间不断变化。颗粒挥发分最大火焰尺寸随颗粒粒径增加而增加。气流床气化还原性气氛条件下颗粒挥发分燃烧时间较颗粒在富氧气氛中燃烧时间显著增加。