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作者
张利合许德平徐振刚王永刚
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单位
中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院中国中煤能源集团有限公司煤化工研究院
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摘要
厘清煤颗粒热解的内部温度变化和挥发分析出规律,是优化炉体结构和操作参数、进一步提升BGL煤气化经济性的基础。本文通过剖析BGL煤气化热解过程构建了煤颗粒热解模型,并利用文献实验数据验证了模型合理性。模型求解采用解耦算法,其中传热模型采用追赶法,热解动力学模型采用4阶单步递推法,环境温度由移动床一维模型计算。模拟结果表明:BGL煤气化热解终温较高,颗粒内部径向温度变化大;粒径取10 mm,热解终温计算值1 372 K,煤颗粒表面和中心温差峰值计算值338 K;粒径取40 mm,相应计算值分别为1 412 K和381 K;煤颗粒挥发分析出过程与气固非催化缩核反应过程相似,印证了煤热解过程受传热过程控制;热解动力学的描述以FZ通用热解模型适应性更好;移动床一维模型预测BGL煤气化热解层高度时,热解蒸发模型优于FZ通用热解模型,预测值为0.616 5 m,与搅拌器运行情况相符。
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关键词
BGL煤气化煤颗粒热解数值模拟
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基金项目(Foundation)
国家自然科学基金(42030807);
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文章目录
1 煤热解过程分析和热解试验
2 数学模型
2.1 热解动力学模型
2.2 传热模型
2.3 质量模型
3 模型离散与数值求解
4 模型验证
5 模拟结果与讨论
5.1 颗粒内部温度变化分析
5.2 挥发分析出规律分析
5.3 BGL煤气化热解层高度分析
6 结 论
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引用格式
张利合,许德平,徐振刚,王永刚.BGL气化过程中煤热解特性数值分析与研究[J].矿业科学学报,2023,8(02):232-241.DOI:10.19606/j.cnki.jmst.2023.02.010.