近零排放系統(tǒng)中加氫氣化爐氣化過程的數(shù)值模擬研究.pdf

1、近零排放煤基發(fā)電(ZEC)是為了適應(yīng)能源可持續(xù)性發(fā)展的要求而提出的一項清潔煤利用技術(shù)。ZEC系統(tǒng)中的煤可以在加氫氣化爐內(nèi)不使用燃燒手段而實現(xiàn)完全氣化。本文主要對該系統(tǒng)加氫氣化爐中的氣化過程進行三維數(shù)值模擬研究。 文中對近零排放煤基發(fā)電系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備的主要反應(yīng)進行了化學反應(yīng)熱力學分析。研究溫度、壓力對設(shè)備中進行的化學反應(yīng)的影響，由此得出使反應(yīng)能夠進行并維持較高平衡轉(zhuǎn)化率的溫度和壓力條件。 根據(jù)兩種結(jié)構(gòu)氣化爐的冷態(tài)模擬結(jié)果及對

2、氣化過程的簡化處理，文中采用標準的k-ε模型來模擬湍流流動，顆粒軌道模型模擬氣固兩相流動，通用有限速率模型中的有限速率/渦耗散模型來模擬化學反應(yīng)，對兩種氣化爐進行了爐內(nèi)氣化過程的模擬計算。 本文對簡單結(jié)構(gòu)加氫氣化爐中的氣化過程進行模擬計算，得到壓力、溫度以及氣煤比對氣化爐中的流場和組分分布等的影響。并將模擬結(jié)果同試驗數(shù)據(jù)比較，兩者吻合較好。研究結(jié)果表明：存在較適宜的壓力、溫度及氣煤比參數(shù)使得氣化爐達到較好的氣化效果。在上述研究的