文档介绍：东南大学
硕士学位论文
内循环流化床冷渣器内颗粒混合特性试验研究
姓名:焦永刚
申请学位级别:硕士
专业:热能工程
指导教师:段钰锋
20090301
摘要煤气化是煤基替代燃料、煤基化学品、发电、多联产系统、煤制氢等工业过程的主要单元工艺。“十一五”期间,国家苹枇ⅰ耙悦浩;〉亩嗔2痉豆こ獭卮笙钅浚中方向三为粉煤加压密相输运床气化技术,其中高压高温灰渣的连续排放和冷却装置湓是该技术中的重要环节和关键技术。本文提出新型内循环流化床灰渣冷却器系统作为解决方案,并对内循环流化床冷渣器内的颗粒流动与混合特性,颗粒停留时间等进行了系统的试验研究。本文设计搭建了内循环流化床冷渣器流动显示和熟颗粒示踪荆模拟三维气固混合冷态试验装置。试验台主体流化床采用有机玻璃制成,床内布风方式设计为倾斜布风板与水平布风板对接组合方式,采用两风室分别送风,在倾斜布风板上方形成低风速区,水平布风板上方形成高风速区,从而实现非均匀布风条件下的颗粒内循环流动。在流化床内部三维空间布置多个温度测点,运用编制的软件采集、记录热颗粒示踪剂在床内扩散与混合的试验数据。利用热示踪法研究了内循环流化床冷渣器的颗粒混合情况,根据温度响应曲线分析得出了示踪剂颗粒的运动轨迹,高风速区的颗粒向上运动,低风速区的颗粒向下移动,形成了颗粒的循环流动。分析发现,除床内整体的颗粒内循环流动以外,还伴随着局部内循环、对流、扩散等分过程。各种力形成的势差是颗粒运动的原因。为了定量评价混合的质量,引入混合指数⒔糜诳疾觳煌僮鞑问钥帕;旌瞎的影响。结果表明:床层高度减小有助于内循环流化床内物料的混合;提高高风速区的流化数,有助于床料的混合;提高低风速区的流化数,低风速区颗粒间摩擦力减小,有助于颗粒运动,但过高的流化数则会破坏整体内循环;示踪剂粒径增大,导致偏析加剧,混合效果变差。利用筛分法对颗粒的冷渣器内停留时间分布辛搜芯浚治隽烁饕蛩囟訰的影响。在高速区流化数不变的情况下,随着低速区流化数的增加,示踪粒子的平均停留时闻呈现先减小后增加的变化趋势。在低速区流化床不变的情况下,随着高速区流化数的增加,示踪粒子的平均停留时间减小,内循环流动增强。说明存在一个最佳的高风速与低风速的配风比的范围,使得在增加颗粒内循环的同时,颗粒的停留时间也比较长。关键词:冷渣器,内循环流化床,混合,停留时间分布
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研究生签名:焦。垒疛日期:也望墨研究生签名甖生三苤因』导师签名:东南大学学位论文独创性声明东南大学学位论文使用授权声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外,允许论文被查阅和借成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。阅,可以公布ǹ论文的全部或部分内容。论文的公布ǹ授权东南大学研究生院办理。期:日
第一章绪论课题背景煤炭是我国重要的基础能源,在国民经济中具有重要的战略地位。近年来,在我国一次能源的利用中,煤炭发电份额占%左右,同时随着国际石油价格不断攀升,天然气资源日益紧缺,以及我国煤多油少气少的能源结构,决定了我国以煤为主的一次能源利用方式。“十五”以来,能源消费速度开始加快,并且逐步超过同期均能源消费增长速度和平均能源消费弹性系数分别达到%“%,石油消费增长了%,电力消费增长了%’。表】反映了我国改革开放以来一次能源产量及消费构成情况,中国能源结构总体上朝着优质化方向发展。煤炭消费占能源消费总量的比重由年的。ィ陆档甑%。但近年来,煤炭占能源消费的比重有所上升,、焦化和气化表现出来,而燃烧占绝大比例,煤炭的大量燃烧为我国经济持续迅速发展和提高人民生活质量提供大量的热能动力的同时,也排放出数量可观的大气污染物,严重污染了大气环境,形成能源环境问题【H缱魑H济号欧胖饕N廴疚锏腃导致全球的气候变暖,造成温室效应,慈虼竺婊乃嵊辏贾轮脖黄苹档妊现匚:Γ这些均已引起全人类的关注【矗俊NA吮Vす窬玫目沙中⒄梗匦胩岣呙禾康睦寐剩跎表中国一次能源消费结构
国内外冷渣器的研究现状具有优良调负荷能力的气化技术已经成为共识,亟需进行研发示列燃煤对大气