作者/来源:刘向军1, 朴泰俊2(1. 北京科技大学 热能系, 北京 100083; 2. 韩国能源研究所, 韩国 大田 305- 343) 日期: 2009-11-04 点击率:1410
摘 要: 采用涡量2流函数法, 并引入数性势函数对德士古气化炉炉内两相流动、传热、燃烧及气化过程进行了数值研究。计算提供详细的气化炉内速度、温度、浓度分布。计算结果合理, 与实验结果定量相符, 说明所采用的模型和算法是可行的, 计算结果为深入研究气化过程及其机理提供了依据。
关键词: 气化炉; 煤气化; 数值研究; 涡量2流函数法
0 前言
煤是世界上储藏量最丰富的化石燃料, 其直接燃烧的利用形式却对大气造成严重污染, 危害人类生存环境。作为一种新型的清洁燃烧技术, 煤的气化日益受到广泛重视。
德士古气化炉是目前最常见的一种气化炉炉型, 是第二代煤气化技术中最成熟、商业化装置最多的技术, 具有对煤种适应性大、整体热利用率高、碳的转换率高以及产气品质高等优点。我国目前正在开发和引进这项技术, 对其炉内过程的深入详细研究十分关键。德士古气化炉是一种高温、高压煤粉气化炉, 炉压为 2×10^3~ 6×10^3kPa,90%以上的煤粉颗粒尺寸小于 100um , 炉膛中心温度达 2000℃以上, 煤粉颗粒在 3~ 6s 的时间内完成混合、加热、热解、燃烧和气化一系列过程。由于该过程涉及时间短, 且气化炉内温度、浓度梯度变化大, 采用实验方法对煤气化进行详细研究几乎是不可能的, 必须同时借助数值模拟的手段。
1 韩国能源所 0 . 5t/D 德士古气化炉
本文的研究对象是韩国能源所 0. 5t/D 德士古气化炉。如图1 所示, 气化炉高2. 05m , 直径为0. 2m , 炉膛上部 0~1. 2....