褐煤脈沖式氣流干燥過程傳遞模型與工藝設(shè)計(jì).pdf

1、世界儲(chǔ)量豐富的煤炭資源讓其在能源領(lǐng)域占有不可替代的地位。我國緊缺的石油、天然氣資源現(xiàn)狀，也確定了我國大力發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略目標(biāo)。面對(duì)我國過度開采優(yōu)質(zhì)煤的現(xiàn)狀，人們已經(jīng)將發(fā)展的目光對(duì)準(zhǔn)了褐煤資源。我國褐煤資源豐富，但作為煤化程度較低的煤種，其開發(fā)利用受到高揮發(fā)分、高濕含量、低熱值等特性的限制。褐煤直接燃燒不僅熱利用率低，亦不滿足清潔燃料的要求。對(duì)其進(jìn)行氣化、液化、熱解、干燥等提質(zhì)利用是褐煤清潔利用的主要途徑。
　　本文以褐煤干燥提

2、質(zhì)為目的，建立了氣流干燥過程傳遞數(shù)學(xué)模型;以該數(shù)學(xué)模型為依據(jù)，明確脈沖式氣流干燥器管徑及高度的計(jì)算依據(jù);完成了脈沖式氣流干燥系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)，在投資小、設(shè)備簡(jiǎn)易的條件下實(shí)現(xiàn)褐煤干燥提質(zhì)要求;對(duì)脈沖式氣流干燥系統(tǒng)內(nèi)氣-固兩相流動(dòng)進(jìn)行了數(shù)值模擬分析。
　　以氣流干燥技術(shù)為依托，顆粒在氣流中的受力情況為基礎(chǔ)，建立包括顆粒加速運(yùn)動(dòng)、顆粒減速運(yùn)動(dòng)在內(nèi)的脈沖式氣流干燥過程動(dòng)量-熱量傳遞數(shù)學(xué)模型。在實(shí)驗(yàn)室條件下，研究小型褐煤脈沖式氣流干燥性能;將

3、實(shí)驗(yàn)的顆粒濕含量沿管高分布等情況與傳遞數(shù)學(xué)模型計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，驗(yàn)證傳遞數(shù)學(xué)模型的可靠性。分析脈沖管高度及氣-固傳熱量等與氣-固相相對(duì)速度的數(shù)值關(guān)系，并明確脈沖管各段管徑及高度的設(shè)計(jì)依據(jù)，為脈沖式氣流干燥裝置設(shè)計(jì)提供設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。
　　脈沖式氣流干燥工藝的設(shè)計(jì)包括煙氣部分循環(huán)工藝、脈沖式氣流干燥器的尺寸設(shè)計(jì)，并輔以螺旋加料器、旋風(fēng)分離器、袋式除塵器等的設(shè)計(jì)及選型。在工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，建立了脈沖式氣流干燥過程的阻力模型，計(jì)算過程壓降，

4、并以此完成鼓風(fēng)機(jī)及引風(fēng)機(jī)的選型。本文亦設(shè)計(jì)了與脈沖管高度相同的等徑式氣流干燥器，對(duì)兩種結(jié)構(gòu)的氣流干燥器的干燥效果進(jìn)行分析，并從煙氣溫度、顆粒濕含量、體積傳熱系數(shù)等沿干燥管高度分布的角度分析脈沖式氣流干燥高效性的主要因素。
　　利用計(jì)算流體力學(xué)軟件FLUENT，對(duì)所設(shè)計(jì)的脈沖式氣流干燥器作適當(dāng)簡(jiǎn)化，建立了進(jìn)氣管與進(jìn)料管平行排布和垂直排布兩種不同的結(jié)構(gòu)模型，對(duì)其中的氣-固兩相流動(dòng)情況作數(shù)值模擬。根據(jù)模擬結(jié)果，分析了不同結(jié)構(gòu)下氣流場(chǎng)的速