褐煤脈沖式氣流干燥過程傳遞模型與工藝設計.pdf

1、世界儲量豐富的煤炭資源讓其在能源領域占有不可替代的地位。我國緊缺的石油、天然氣資源現(xiàn)狀，也確定了我國大力發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略目標。面對我國過度開采優(yōu)質煤的現(xiàn)狀，人們已經(jīng)將發(fā)展的目光對準了褐煤資源。我國褐煤資源豐富，但作為煤化程度較低的煤種，其開發(fā)利用受到高揮發(fā)分、高濕含量、低熱值等特性的限制。褐煤直接燃燒不僅熱利用率低，亦不滿足清潔燃料的要求。對其進行氣化、液化、熱解、干燥等提質利用是褐煤清潔利用的主要途徑。
　　本文以褐煤干燥提

2、質為目的，建立了氣流干燥過程傳遞數(shù)學模型;以該數(shù)學模型為依據(jù)，明確脈沖式氣流干燥器管徑及高度的計算依據(jù);完成了脈沖式氣流干燥系統(tǒng)的工藝設計，在投資小、設備簡易的條件下實現(xiàn)褐煤干燥提質要求;對脈沖式氣流干燥系統(tǒng)內(nèi)氣-固兩相流動進行了數(shù)值模擬分析。
　　以氣流干燥技術為依托，顆粒在氣流中的受力情況為基礎，建立包括顆粒加速運動、顆粒減速運動在內(nèi)的脈沖式氣流干燥過程動量-熱量傳遞數(shù)學模型。在實驗室條件下，研究小型褐煤脈沖式氣流干燥性能;將

3、實驗的顆粒濕含量沿管高分布等情況與傳遞數(shù)學模型計算結果進行對比分析，驗證傳遞數(shù)學模型的可靠性。分析脈沖管高度及氣-固傳熱量等與氣-固相相對速度的數(shù)值關系，并明確脈沖管各段管徑及高度的設計依據(jù)，為脈沖式氣流干燥裝置設計提供設計基礎。
　　脈沖式氣流干燥工藝的設計包括煙氣部分循環(huán)工藝、脈沖式氣流干燥器的尺寸設計，并輔以螺旋加料器、旋風分離器、袋式除塵器等的設計及選型。在工藝設計基礎上，建立了脈沖式氣流干燥過程的阻力模型，計算過程壓降，

4、并以此完成鼓風機及引風機的選型。本文亦設計了與脈沖管高度相同的等徑式氣流干燥器，對兩種結構的氣流干燥器的干燥效果進行分析，并從煙氣溫度、顆粒濕含量、體積傳熱系數(shù)等沿干燥管高度分布的角度分析脈沖式氣流干燥高效性的主要因素。
　　利用計算流體力學軟件FLUENT，對所設計的脈沖式氣流干燥器作適當簡化，建立了進氣管與進料管平行排布和垂直排布兩種不同的結構模型，對其中的氣-固兩相流動情況作數(shù)值模擬。根據(jù)模擬結果，分析了不同結構下氣流場的速