国家自然科学基金(21176078)
- 作品数：13 被引量：68H指数：5
- 相关作者：于广锁郭庆华龚岩王辅臣代正华更多>>
- 相关机构：华东理工大学教育部上海海事大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划国家高技术研究发展计划更多>>
- 相关领域：化学工程动力工程及工程热物理理学一般工业技术更多>>
- 火管式余热锅炉管板冷却室内流动传热研究被引量：4
- 2015年
- 气流床气化–废锅流程具有较高的热效率并可副产一定量蒸汽,适宜于整体气化联合循环(IGCC)发电或无需合成气变换的工况。文中对常用于气态/液体烃气流床气化的工业火锅式余热锅炉管板冷却室建立了三维数值模型。采用Realizable k-ε模型模拟了湍流流动过程,用离散坐标模型(DOM)计算了合成气辐射传热过程,耦合研究了流体与固体壁面间的流动和传热过程。考察了冷却水入口形式、冷却水流量和出口环隙宽度对冷却室内流动传热过程的影响。结果表明,3冷却水入口的形式能够有效改善合成气管水侧壁面的冷却效果,同时获得更均匀的冷却室内速度、温度分布。现有的2冷却水入口形式下,优化的冷却水质量流量为200 t/h。此外,在合成气管道的入口处加入刚玉套管能够使合成气管道壁面的最高温度降低106 K,有效保护合成气管端部。
- 李超黄波代正华杨骥于广锁王辅臣
- 关键词：气流床气化湍流流动传热
- 鳍片对辐射废锅多相流动及颗粒沉积特性影响被引量：3
- 2017年
- 采用Realiazable k-ε湍流模型和随机轨道模型对不同鳍片径向长度辐射废锅内颗粒运动及沉积特性进行数值模拟,研究了鳍片径向长度对气流床气化辐射废锅内多相流场及温度场的影响。模拟结果表明:拐点及出口温度模拟值与实际测量值吻合较好,相差15 K以内,验证了模型的可靠性。受中心射流的影响,辐射废锅顶部存在火炬状温度分布。削减鳍片水冷壁导致换热面积减小,出口温度升高。在12.5 m高度处沉积速率最大,达到0.015 kg/(m^2·s)。相对长鳍片,颗粒沉积速率降低,沉积区域减少,有效缓解实际运行过程中出现的堵渣现象。
- 王蕾龚岩郭庆华李贤斌于广锁
- 关键词：辐射换热多相流
- 辐射废锅入口结构对流场及颗粒分布的影响被引量：7
- 2012年
- 为优化结构设计,合理布置水冷壁,对辐射废锅接口、入口结构及内筒水冷壁组成的系统进行模拟研究。采用组分输运模型计算气体组分扩散过程,通过Realizable-湍流模型计算炉内流场,利用随机轨道模型跟踪灰渣颗粒运动轨迹,并考虑了气固相间耦合。利用灰气体加权和模型和P1辐射模型计算炉内辐射传热过程,且考虑了灰渣颗粒的热辐射特性。结果表明:炉体入口存在中心射流区,流速与宽度和入口结构有很大关系,且周围存在明显回流区;灰渣颗粒主要集中在中心流道,但由于卷吸回流的作用,回流区内部分细小颗粒富集;缩口结构使灰渣颗粒更集中于中心流道,扩口结构则起一定的导流作用,使卷吸作用减弱。
- 李贤斌郭庆华周志杰代正华于广锁
- 关键词：多相流结构优化
- 滴管炉内不同煤阶煤焦水蒸气气化反应特性被引量：6
- 2014年
- 在滴管炉内对煤焦与水蒸气气化反应进行了实验研究,考察了煤阶、气化温度、水蒸气与进料煤焦质量比(气焦比)对气化气体产物释放特性以及煤焦转化率的影响。实验温度为1100、1200、1300和1400℃,气焦比分别为0.4:1、0.6:1和1:1。研究发现:滴管炉内不同煤焦的水蒸气气化气体产物以H2含量最高,CH4含量最低。不同煤阶热解焦、气化温度以及气焦比的变化影响滴管炉内水蒸气气化产物气体组成和转化率的高低。随气化温度的升高,神府煤焦和北宿煤焦气化气体产物中H2和CO产率不断增大,H2/CO的比值则逐渐减小,碳转化率有不断增加的趋势。在气化温度大于1200℃的条件下,当气焦比从0.4:1增至0.6:1,神府煤焦和北宿煤焦的碳转化率变化幅度不大(5%以内);当气焦比从0.6:1增至1:1,北宿煤焦的碳转化率略微降低,而神府煤焦的碳转化率增幅则在15%以上。
- 丁路周志杰赵冰霍威于广锁
- 关键词：水蒸气气化碳转化率
- 气流床撞击火焰声学特性与压力波动分析被引量：1
- 2013年
- 利用多喷嘴对置式气流床气化炉热模试验装置,对两喷嘴对置撞击火焰声学特性和压力波动进行了测量与实验研究,并通过Hilbert-Huang变换对火焰噪声信号及压力信号进行频谱分析。结果表明,气化炉内中高频压力波动主要由火焰撞击区内复杂的燃烧状况引发,并产生50~100 Hz频段的火焰噪声。射流火焰噪声受气化炉内低频压力波动影响,并且因来自撞击区的反向流的作用,火焰噪声的幅值和波形都会受到一定的影响。撞击区的火焰噪声信号与燃烧状况有一定的对应关系,可作为气化炉内火焰状况诊断的一种方式。
- 顾彧郭庆华龚岩于广锁
- 关键词：声学HILBERT-HUANG变换
- 间歇型排渣系统集渣过程的模拟研究
- 2012年
- 为研究间歇型排渣系统集渣过程中温度及渣的运动状况,建立三维非稳态模型,对排渣系统进行动态模拟,研究了冷却水量及冷却水位置对排渣系统传热及流动的影响。利用混合双流体(Mixture)模型描述二相耦合,液相采用Realizable κ-ε湍流模型计算,固相引入颗粒动力学原理,并利用随机轨道模型跟踪渣颗粒运动轨迹,研究颗粒的运动规律。结果表明:进入激冷室底部水浴的部分黑水尚未换热完全就通过黑水出口离开激冷室,温度较高,并随冷却水量的增加而下降,每增加15t/h,下降5~6℃;一个集渣周期由黑水出口排出的渣约占渣总量的31.8%,并随冷却水量的增加而增加,每增加15t/h,增加2.6%~6.9%;冷却水量越大,锁斗底部渣颗粒受冲击越大。
- 于广锁李贤斌孙钟华郭庆华代正华黄斌张玉柱
- 关键词：排渣系统
- 神府煤热解的结构变化及煤焦加氢反应性研究被引量：16
- 2017年
- 将煤加氢过程分解为原煤热解和焦加氢两个过程,在固定床反应器内研究了煤热解和焦加氢反应。采用红外气体分析仪、拉曼光谱仪和X射线衍射仪,分析研究了煤热解过程中气体组分含量与煤焦微观结构变化的相互关系以及煤焦微观结构对其加氢反应特性的影响。结果表明,热解温度对煤焦的微观结构和加氢反应性有较大影响,400-800℃,随着温度升高,煤焦拉曼分峰面积比A_(D1)/A_G、A_(D2)/A_G、A_(D3)/A_G、A_(D4)/A_G均上升,A_G/A_(All)减小。800-900℃,A_G/A_(All)增大,无序碳的相对含量增加,石墨化进程明显。煤焦的XRD分析与拉曼光谱分析结果一致。400-800℃,随着温度升高,煤焦中碳结构晶面间距d_(002)先增加后减小,堆垛高度L_(002)增加,晶面间距与堆垛高度比d_(002)/L_(002)减小,煤焦中石墨碳结构的含量增加。800-900℃,d_(002)减小,L_(002)明显增大。采用拉曼分峰比(aA_(D1/G)+bA_(D2/G)+cA_(D3)/G+dA_(D4/G))与加氢反应性特征参数τ_(0.5)进行线性拟合,得到代表碳微晶结构加氢反应性的拟合因子,且拟合因子越大,相应碳微晶的加氢反应性越好。
- 张金刚孙志刚郭强王兴军于广锁刘海峰王辅臣
- 关键词：煤热解微观结构
- 多喷嘴对置式水煤浆气化炉内固体颗粒微观特性研究被引量：4
- 2014年
- 气化炉内固体颗粒微观结构特性对气流床气化过程中熔渣、粗渣和细渣的形成具有重要影响。基于多喷嘴对置式水煤浆气化实验,对典型工况(O/C原子比为1.0)下气化炉轴向不同位置的固体颗粒进行取样,利用氮气等温吸附法和扫描电子显微镜对颗粒孔隙结构和微观形态进行研究。结果表明,气化炉内固体颗粒典型形态为不规则多孔状和规则球状,喷嘴平面有少量致密性不规则颗粒和中空颗粒。从喷嘴平面沿气化炉轴向向下,随着气化反应的进行,颗粒表面愈加粗糙,孔隙结构愈加发达。颗粒吸附曲线属于II型等温线,迟滞回线属于H3型回线,表明颗粒具有大量裂缝形孔和较连续的完整孔系统。比表面积和孔容积均随着与喷嘴平面距离的增加而增大,而平均孔径逐渐减小,在喷嘴平面附近变化幅度较大。孔结构以孔径小于10 nm的孔为主,随着气化反应的进行颗粒中小于10 nm的孔逐渐增多,而大于10 nm的孔分布状态变化不大。
- 孙利军龚岩郭庆华于广锁
- 关键词：多喷嘴对置式气化炉孔隙结构微观形态
- 煤灰流动温度预测模型的研究被引量：14
- 2012年
- 以181种煤样的灰流动温度为基础,通过多元线性拟合以及逐步回归法,建立了关联各煤灰氧化物成分以及煤灰酸碱比的流动温度预测模型,相关性系数达0.934,该模型预测值与实验结果有较好的一致性。利用FactSage软件计算出液相线温度,建立流动温度与液相线温度之间的关联公式,相关性系数达0.924,说明该关联式同样具有较好的预测效果。
- 许洁刘霞李德侠周志杰王辅臣于广锁
- 关键词：煤灰
- 多喷嘴对置式气化炉内气固两相流动与炉壁的颗粒捕捉特性被引量：4
- 2014年
- 对多喷嘴对置式气化炉内复杂的气固两相流动与炉壁的颗粒捕捉特性进行三维数值模拟。应用Euler-Lagrange模型模拟气固两相流动,采用Realizable k-ε湍流模型计算炉内气相湍流流场,颗粒轨迹跟踪采用随机轨道模型。模拟结果与冷模测试数据吻合,且流场与热模实验现象一致,壁面捕捉颗粒平均粒径与热态水煤浆气化实验数据吻合。工业规模模拟结果表明,壁面捕捉的颗粒平均粒径呈现一定的规律性,存在两个极大值位置,分别在喷嘴平面下方0.2 m及上方2.8 m处,在喷嘴平面上方,壁面捕捉颗粒粒径随颗粒密度的增大而减小;颗粒沉积能基本覆盖整个炉膛内壁,颗粒在撞击流股作用下在喷嘴平面上方1.8 m及下方1.9 m处沉积量最大;缩短喷嘴上方直段高度将影响炉内流场,拱顶对撞击流股产生一定的限制作用,使其变短变宽,并且使拱顶捕捉颗粒粒径增加,颗粒沉积速率增加。
- 李贤斌郭庆华张杰代正华于广锁
- 关键词：多喷嘴对置式气流床气化CFD气固两相流
