一种流化床CO气化炉的气化工艺方法及其装置

目前我校研发的“一种流化床CO气化炉的气化工艺方法及其装置”被授予发明专利，本发明涉及煤化工领域的煤气化工艺，为一种用O2＋CO2或空气＋CO2为气化剂的流化床CO气化炉的气化工艺方法．其以O2和CO2为气化剂，以焦粉、无烟煤为原料，采用连续气化工作的流化床气化炉为气化设备（即连续气化法）或以空气和CO2为气化剂，0～10mm的焦粉、无烟煤、贫煤、长焰煤、褐煤中一种或几种为原料，     

COREX熔融气化炉内煤炭流化床的研究

通过理论计算和试验，确定了ＣＯＲＥＸ熔融气化炉内煤炭流化床的临界流化速度，煤粒带出速度和操作速度，并且讨论了它们对熔融气化炉生产的影响。     

双室流化床煤气化炉的密相循环特性

建立了双室并列流化床煤气化炉密相循环理论模型，推导了计算两床间颗粒循环量的表达式，对密相循环技术进行了实验研究；分析和讨论了影响密相循环的因素及其操作条件，模型计算值与实验值吻合较好，为双室流化床煤气化炉的设计和操作提供了理论依据。     

灰熔聚流化床粉煤气化炉常见事故分析

阐述了灰熔聚流化床粉煤气化炉的工作原理,分析了其在生产过程中常见的事故和事故产生的原因,结合实际对出现的事故提出了相应的处理办法。     

用于钙循环CO2捕集的串行流化床气固流动特性实验与模拟研究

为进一步开发适用于钙循环捕集CO2过程的双流化床反应器,采用实验测试和数值模拟方法对新搭建串行流化床的气固流动特性进行研究.首先通过冷态实验对床层压降以及颗粒循环速率等气固流动特性进行测量,然后,使用Fluent软件对床内的气固流动过程进行CFD数值模拟.研究结果表明:煅烧反应器入口风速、上下流动密封阀入口风速、床料量...     

旋涡流化床燃烧特性的试验研究

在鼓泡流化床悬浮空间一定高度加入适量的二次风而形成的旋涡流化床燃烧具有高效、低污染、投资少等优点,本文介绍了在一热态试验台上所进行的不同煤种、不同流化速度、床温、二次风率、喷口直径、入射角度等条件下燃烧特性规律的研究。试验结果表明:二次风加入后,流化床内的燃烧特性得到明显改善;细颗粒飞灰含碳量减小6～9个百分点;燃烧效率提高3～6个百分点.     

流化床反应器中生物质空气气化试验研究

流化床反应器中生物质空气气化结果受诸多因素影响，其中反应温度、空气当量比对产气质量影响较大．实验结果表明，在720℃时气化产气热值较高，气体质量较好，气化气热值在5～8．6MJ／Nm^3之间．随着空气当量比增加，气化气热值降低；随着温度升高，气化气质量下降；密相层与稀相层进料对气化结果也有较大影响．     

流化床反应器内活性焦流动特性的模拟研究

本文基于双流体模型,对二维流化床反应器内活性焦在不同操作条件下的流体动力学特性进行了数值模拟研究。模拟结果发现,低气速高进料量条件下的管内压降最大,反应器内压降随管内固相容积份额的增加而增加。活性焦在反应器内的轴向固含率呈现出下浓上稀分布,证明了流化床内固相分布的不均匀特性。颗粒轴向平均速度受表观气速影响较大,流化床底部的颗粒速度较低,在气体夹带作用下沿床高方向逐渐增大。因此,设置合理的操作参数(表观气速和固体循环量),对提高流化床内的气固反应效率具有重要意义。     

一氧化碳在循环流化床燃烧室中的燃烧模型

为了研究一氧化碳在循环流化床燃烧室（CFBC）中的燃烧,通过对纯气相反应中一氧化碳燃烧速率的若干常用公式的比较识别,根据CFBC内的气固结构特点,分析了一氧化碳在循环流化床燃烧室中的燃烧机理,提出了一氧化碳有效反应空间的概念,从而建立了一种适合于循环流化床燃烧室条件的一氧化碳燃烧计算模型。模型计算结果与报道的实验结果吻合很好。     

非开挖穿越流砂层冲洗液的试验研究

针对流砂层非开挖定向钻进时易坍孔、漏失等问题,在基于低固相冲洗液的基础上加入几种添加剂,改进其性能,使其能满足流砂地层钻进时的要求。并对冲洗液中各成分对冲洗液性能的影响进行了试验研究,通过正交试验,确定了其最优配方,证明随着膨润土、Na2CO3、PHP、Na-CMC各成分含量的增加,其粘度增加,而失水量降低,并通过砂土的浸泡试验,证实其护壁效果良好。     

循环流化床上升段流体动力特性数值模拟

针对循环流化床上升管内气固两相流动,建立了Eulerian双流体模型,将离散的固体颗粒相看作是连续介质,建立颗粒相和气相的质量守恒、动量守恒及k-ε输运方程等模型,用Fluent软件作计算工具,对流化床上升段内的颗粒速度分布、颗粒浓度分布和床内压力分布等进行了二维数值模拟.计算结果表明:上升段存在固体颗粒浓度中心区域低、近壁面高的环核结构,固体颗粒在横截面上存在由核心区向环形区的内循环运动,在相同气流速度下,沿床高压降随循环物料的增加而变大.数值模拟的结果与 Prssinen的实验结果吻合良好,表明所建模型正确,数值计算结果可以有效地应用于预测实际装置性能和指导循环流化床的设计和运行.     

生物质的流化床热解实验研究

用小型流化床实验台对4种农林生物质废弃物进行热解实验研究．研究发现：对所研究的生物质试样,热解温度低于500℃时,液态产物产率随着温度增加而增加．在500～600℃之间液态产物产率达到最大．当热解温度超过600℃时,液态产物产率随着温度增加而减少,气体产物产率增加,半焦产率下降．对于所研究的生物质,松木屑和甘蔗渣的半焦产率远远低于花生壳和谷壳的半焦产率．这可能是由于松木屑和甘蔗渣灰含量低于后两种生物质;另一方面也可能是由于松木屑和甘蔗渣中的无机物质（Na和K）的含量较多的缘故．     

气固流化床中气泡分布的实验研究

用摄像法研究了二维气固流化床的气泡行为，特别是气泡密度的分布规律。开发了针对摄像法研究气泡的数据处理方法，分析比较了布风板、颗粒直径、流化速度、床层高度对气泡分布密度的影响，并与模型计算结果进行了对比，得到气泡分布密度的变化规律。结果表明，气泡分布密度沿床高是不均匀的，存在气泡聚集现象；同一种颗粒在固定床高位置，气泡分布密度随流化速度的变化很小，基本保持稳定。     

甲烷临氧二氧化碳重整制合成气研究--流化床与固定床作用对比研究

采用碱土金属氧化物MgO和稀土金属氧化物CeO2修饰工业微球硅胶,并以此作载体负载镍活性组分.分别在流化床和固定床反应器中考察了该催化剂对甲烷临氧CO2重整制合成气反应的催化性能及稳定性.结果表明,MgO、CeO2修饰SiO2后有助于镍的分散,载体表面的酸性降低有助于减少积炭.两种反应器的反应结果对比表明,流化床内的催化剂颗粒始终处于氧化-还原循环之中,有助于消除催化剂床层热点和消除积炭,是适合甲烷临氧直接转化制合成气的反应器.     

流化床燃烧棉秆与床料的混合特性及混合质量评判标准

论述了10～100mm长度的棉秆与弱酸性床料的混合流化特性,研究了棉秆长度、床料粒径、配比和流化风速等因素对混合均匀程度的影响.试验结果表明:长度100mm以下特别是50mm左右的棉秆,与粒径为0.6～1mm的床料,在配比为2%(初始质量分数),流化数大于3时,能较均匀地混合流化;但流化数大于7时,混合均匀程度有所降低.棉秆与床料的不同配比对混合均匀程度也有影响,棉秆的质量配比越小,混合得越均匀,所以设计流化床锅炉时流化风速、静止床高要选择合理,否则会影响到密相区的稳定燃烧.提出了秸秆流化床燃烧时,秸秆与床料混合质量的评判标准,并介绍了混合均匀度的概念.在一定的试验条件下,当混合均匀度小于1.4时,秸秆和床料混合比较均匀,能够适合流化床燃烧.     

磁流化床烟气脱硫反应特性研究

提出了把磁流化床技术应用于烟气脱硫的新思路,并研制了一套磁流化床脱硫实验装置.分析了磁场和铁磁颗粒的催化作用,明确在流化床外施加一个磁场且采用铁磁颗粒作为床料,可以增加流化床内的脱硫反应几率和反应效率.多种工况下的脱硫实验验证了磁流化床强化脱硫的理论分析,当采用床料dp=220 μm铁磁颗粒,施加外加磁场的磁感应强度B=40 mT,钙硫质量比m(Ca)/m(S)=1.85,入口烟气温度T0=250 ℃的工况条件下进行脱硫,获得了85.93%的脱硫效率.实验结果还表明,脱硫效率随着磁性颗粒粒径的变小或磁感应强度的增大而增加.     

一类沸腾式流化床系统的自抗扰控制

沸腾式流化床系统具有多变量耦合、大时滞、大惯性的特点,而自抗扰控制器(activedisturbance rejection control,ADRC)可以将多回路耦合看作干扰进行实时估计并加以补偿.为此在分析该类系统动态特性的基础上,设计了具有解耦能力的完全分散自抗扰控制器.针对含时滞的回路,并联加入误差的比例,改进了ADRC的控制效果;根据实际对象的控制要求,进行负荷给定值扰动和给煤量扰动仿真实验,与加入静态解耦环节的PI控制效果进行比较.结果表明,对于文中所述的一类多变量系统,本文所设计的自抗扰控制系统结构简单、参数整定方便,并且可以获得良好的控制效果和较强的鲁棒性.