生物质双床气化流化床燃烧炉燃烧强度模拟研究.doc
《生物质双床气化流化床燃烧炉燃烧强度模拟研究.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《生物质双床气化流化床燃烧炉燃烧强度模拟研究.doc(11页珍藏版)》请在第一文库网上搜索。
1、生物质双床气化流化床燃烧炉燃烧强度模拟研究摘要:生物质是一种清洁可再生能源,双床气化装置可高效利用生物质能源,高燃烧强度燃烧炉可提高双床气化装置效率。由于流化床燃烧炉内易实现半焦高效燃烬和热量平衡,流化床燃烧炉可实现高强度燃烧。本文采用热烟气作为气体介质,应用syamlal-obrien曳力模型对高燃烧强度的流化床燃烧炉进行三维数值模拟,获得流化床燃烧炉内部固相流动及分布情况。结果表明:流化床燃烧炉能够实现密相区内物质和能量的快速交换,实现燃料的高效反应,提高燃烧炉强度应主要从底部密相区入手;并且削减稀相区空间也可实现燃烧炉燃烧强度的提升。燃烧炉随着高径比的减少,热载体循环量和燃烧强度都会提升
2、;燃烧炉高度从5m降到3m,燃烧强度从942.7kW/m3增加到1571.17kW/m3。生物质是一种清洁的可再生能源,具有总量丰富、来源广泛、污染性低的特点,是我国进行可再生能源开发利用的重要组成部分1-2。热解气化等热化学转化方式是实现生物质资源大规模利用的重要途径3-6。生物质双床气化作为一种新型气化方式,能够在常压空气气化条件下获得高品质燃气,降低建设和运行成本,国内外多家研发机构对此进行了研究7-8。目前对生物质双床气化的研究9-10主要集中在燃烧炉和热解气化炉的匹配、不同原料产气特性、半焦燃烧特性等方面,但针对适合双床气化的高燃烧强度燃烧炉研究较少。本文通过理论分析以及用FLUEN
3、T软件模拟高温烟气为气体介质时燃烧炉内的流动情况,为实现高燃烧强度燃烧炉设计、流场组织等提供基础数据。1生物质双床气化原理及燃烧炉燃烧强度的分析生物质双床气化装置实现生物质中挥发分热解气化和半焦燃烧的解耦,半焦在燃烧炉内燃烧,为挥发份在热解气化炉内热解气化提供热量(见图1),通过固体热载体实现热量传递并避免燃气和烟气掺混。流化床内流体湍动剧烈,在床料辅助流化下能够实现半焦与空气迅速掺混,为半焦高效燃烧提供稳定条件,大多数研究者选择流化床作为双床装置的燃烧炉,如表1所示。为实现高燃烧强度燃烧,流化床燃烧炉需要解决半焦高效燃烬和燃烧炉热量平衡这两个问题。由于生物质半焦活性15要远高于煤半焦活性16
4、可在短时间内高效燃烬,这为高燃烧强度燃烧炉开发提供了先决条件。流化床燃烧炉中,利用床料作为固体热载体,半焦燃烧产生的热量可迅速传递给床料并且稳定输送,实现高燃烧强度情况下流化床燃烧炉热量平衡。一些研究者开发的双床系统中燃烧炉17的燃烧强度达到了1028kW/m3,远高传统流化床锅炉18的燃烧强度(600kW/m3),表明高燃烧强度燃烧炉能够实现稳定运行。2模型描述2.1数学模型本文模拟选用欧拉-欧拉多相流模型、syamlal-obrien曳力模型和标准k-湍流模型,对流化床燃烧炉的物料循环过程进行模拟。2.2模型设置模拟工况下一次风速为3.5m/s,床内含料量为300mm。选择欧拉-欧拉多相流
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 生物 质双床 气化 流化床 燃烧 强度 模拟 研究