TEXACO煤氣化爐激冷室內(nèi)多相流動(dòng)的數(shù)值模擬.pdf

1、煤氣化技術(shù)是燃煤高效、潔凈利用的有效手段。Texaci水煤漿氣化技術(shù)是目前世界上最先進(jìn)的煤氣化方法之一。水煤漿和氧化劑在氣化室內(nèi)燃燒后產(chǎn)生高溫的合成氣和熔融態(tài)的灰渣，合成氣主要成分包括H<,2>、CO和CO<,2>，另外還有少量的H<,2>S等其它氣體。從氣化室出來(lái)的合成氣要經(jīng)激冷室冷卻增濕。激冷室是水煤漿氣化爐內(nèi)重要的部件，主要作用是對(duì)氣化爐產(chǎn)生的高溫合成氣進(jìn)行洗滌和冷卻。激冷室上部是氣液固三相進(jìn)行熱質(zhì)傳遞激冷過程的主要場(chǎng)所，下部的液

2、池主要實(shí)現(xiàn)氣液固三相的流動(dòng)分離過程。 本文主要研究在冷態(tài)條件下，激冷室內(nèi)合成氣穿越液池過程中氣液兩相湍流流動(dòng)動(dòng)力學(xué)特性以及氣液固多相流動(dòng)的分離過程。對(duì)激冷室內(nèi)連續(xù)相和離散相分別采用歐拉方法和拉格朗日方法進(jìn)行處理，即用歐拉方法模擬連續(xù)的流場(chǎng)，用拉格朗日方法跟蹤計(jì)算離散顆粒相。將流場(chǎng)看作粘性流體紊流流動(dòng)，對(duì)連續(xù)流場(chǎng)采用基于N-S方程的湍流RNGk-ε模型，對(duì)離散顆粒相采用直接模擬蒙特卡諾(DSMC)方法求解。由于離散顆粒相的體積濃度

3、相對(duì)較稀，采用單相耦合方法，即僅考慮連續(xù)相對(duì)離散顆粒相的作用，而忽略離散顆粒相對(duì)連續(xù)相的反作用。 本文以Texaco氣化爐激冷室為研究對(duì)象，采用三維數(shù)值模擬方法對(duì)激冷室內(nèi)合成氣穿越液池過程的流動(dòng)特性以及合成氣帶水等關(guān)鍵問題進(jìn)行了研究，探討了兩管(上升管和下降管)間隙、氣流速度以及靜態(tài)液位對(duì)帶液量的影響。由于氣液兩相湍流流動(dòng)造成了激冷室內(nèi)的壓力波動(dòng)，本文通過對(duì)壓力波動(dòng)信號(hào)的快速傅立葉變換，分析了激冷室內(nèi)多相流動(dòng)的本質(zhì)特征。為了模擬