摘要：为了研究喷淋塔等设备内液滴的夹带特性,使用高速摄像机研究了黏度变化对上升气流中不同直径液滴变形和破裂的影响。实验结果表明:不同黏度液滴在上升气流中均会出现下落、反向夹带和破裂夹带三种行为模式。获得了不同黏度液滴破裂夹带时的特征时间和临界破裂高度,发现临界破裂高度会随液滴直径的增大而呈线性增长。通过受力分析揭示了三种行为模式的产生机理,提出了基于液滴形状和曳力系数修正的气动力和重力之比Nf,并通过黏度修正获得了临界韦伯数之比Wef。以无因次数Nf和Wef为参数建立了上升气流中不同黏度液滴的行为模式图,研究结果可为喷淋塔等设备的设计优化提供参考。

摘要：城市生活垃圾灰渣的熔融及黏温特性对其固定床熔渣气化炉的优化设计和操作具有重要指导意义。本文分析了上海老港垃圾(LG)和扬州成型垃圾(YZ)的灰成分特征,利用高温热台显微镜、X射线衍射仪(XRD)及FactSage模拟探究了垃圾灰的熔融机制,同时结合高温黏度计、扫描电镜-能谱分析仪(SEM-EDS)和XRD分析晶体矿物质生成对灰渣黏度变化的影响。结果表明,两种生活垃圾灰的硅铝比均较高,但铝钙含量差异较大。YZ灰流动温度比LG灰约高150℃,与LG灰中形成易低温共熔的硅灰石,而YZ灰在高温下仍存在石英及尖晶石有关。两种灰渣的熔融均符合“熔融-溶解”机制,且随温度升高均经历收缩、熔融和扩散过程。两条黏温曲线均呈现玻璃渣的特征,但YZ灰的黏度增长较快,与其降温过程产生长条状钙长石晶体有关。以YZ为气化原料需较高的排渣温度,而LG灰的熔融特性和黏温特性均较好,应用此原料气化炉可操作温度范围大。

摘要：粉煤流量调节阀是气流床粉煤气化技术中用于控制粉煤流量的关键装置,其内部流场特性研究对粉煤调节阀的结构设计和工艺操作控制具有重要影响。借助计算颗粒流体动力学(CPFD)的数值模拟方法,研究了粉煤流量调节阀内气固两相流动特征。结果表明,CPFD数值模拟方法适合于研究工业规模的粉煤流经调节阀的气固两相流动过程,并获得了阀门流量特性曲线和气固两相流经调节阀的沿程压力、速度和浓度等分布规律。

摘要：气流床气化炉的数学模型是气化装置设计和操作优化的基础,气固停留时间分布是影响气流床气化炉出口组成和碳转化率的关键因素。以气固停留时间分布为依据,结合反应动力学建立气流床气化炉的通用网络模型,模拟值与工业值吻合。对于神府煤,考察了氧煤比改变对气化结果的影响,结果表明:最佳氧煤比(氧气体积与煤(干基)质量之比)期望值约为0.655Nm3/kg,生产中为保证液态排渣,氧煤比应控制在0.663Nm3/kg左右。该通用网络模型计算速度快,适用于建立气化炉的动态模型。

摘要：水冷壁衬里是气化炉安全稳定运行的关键部件。以高温高压气流床气化炉内水冷壁耐火衬里为研究对象,采用数值模拟方法对水冷壁衬里附近的流动与传热进行研究,分析了渣层厚度对壁面导热系数、热通量、各层材料表面的影响。结果表明,气化炉原始开车工况下,壁面平均传热系数高达241W/(m^(2)·K),渣钉表面温度约为1 517K,此时渣钉容易被烧蚀。当壁面渣层厚度为10mm时,热通量降到30%,此时SiC表面温度约为800K,金属管道表面温度约为630K,渣钉表面最高温度约为800K,此时气化炉水冷壁处于安全状态。