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  • ISSN 1006-3080
  • CN 31-1691/TQ

气化细灰颗粒在混合器内的沉积特性

杨澜 陈雪莉 许建良

杨澜, 陈雪莉, 许建良. 气化细灰颗粒在混合器内的沉积特性[J]. 华东理工大学学报(自然科学版). doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20220314003
引用本文: 杨澜, 陈雪莉, 许建良. 气化细灰颗粒在混合器内的沉积特性[J]. 华东理工大学学报(自然科学版). doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20220314003
YANG Lan, CHEN Xueli, XU Jianliang. Deposition Characteristics of Gasified Fine Ash Particles in the Mixer[J]. Journal of East China University of Science and Technology. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20220314003
Citation: YANG Lan, CHEN Xueli, XU Jianliang. Deposition Characteristics of Gasified Fine Ash Particles in the Mixer[J]. Journal of East China University of Science and Technology. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20220314003

气化细灰颗粒在混合器内的沉积特性

doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20220314003
详细信息
    作者简介:

    杨澜(1998—),女,黑龙江鹤岗人,硕士生,主要研究方向为颗粒沉积数值模拟。E-mail:17621253070@163.com

    通讯作者:

    陈雪莉,E-mail:cxl@ecust.edu.cn

  • 中图分类号: TQ546.5

Deposition Characteristics of Gasified Fine Ash Particles in the Mixer

  • 摘要: 混合器是煤气化合成气分级初步净化工艺中的关键设备之一,合成气中细灰颗粒在其内的沉积行为显著影响气化系统的长周期稳定运行。采用颗粒沉积临界速度模型对气化细灰颗粒在混合器中的沉积特性进行了数值模拟,研究了不同颗粒粒径、气体流速及混合器结构对颗粒沉积的影响规律。结果表明,相同入口气速下,气化细灰在混合器内壁面的沉积率随颗粒粒径的增大总体呈下降趋势,尤其是5~13 μm粒径颗粒;1 μm粒径颗粒在wall4壁面的单位面积沉积量最大;不同粒径颗粒的沉积率随气体流速的变化不同,但总体呈现下降的趋势;水管出口端面到渐缩套管口端面距离H的改变对颗粒在混合器内的沉积率无明显影响;混合器C是一种可有效避免缩口面附近发生堵塞的结构。

     

  • 图  1  混合器结构示意图

    Figure  1.  Mixer structure schematic

    图  2  煤气化细灰粒径分布

    Figure  2.  Coal gasification fine ash particle size distribution

    图  3  实验设备结构示意[21]

    Figure  3.  Experimental equipment structure schematic

    图  4  验证结果

    Figure  4.  Validation results

    图  5  不同粒径颗粒在壁面的沉积率

    Figure  5.  Deposition rate of particles of different particle sizes on the wall

    图  6  不同粒径颗粒在壁面的碰撞率

    Figure  6.  Collision rate of particles of different particle sizes on the wall

    图  7  不同粒径颗粒的临界沉积速度和临界壁面剪切速度

    Figure  7.  Critical deposition velocity and critical wall shear velocity of particles of different particle sizes

    图  8  入口气速为10 m/s时颗粒在混合器内各壁面的单位面积沉积量

    Figure  8.  Deposition of particles per unit area on each wall in the mixer at an inlet gas velocity of 10 m/s

    图  9  入口气速为10 m/s时不同粒径颗粒在混合器内的运动轨迹

    Figure  9.  Trajectory of particles of different particle sizes in the mixer at an inlet gas velocity of 10 m/s

    图  10  不同入口气体速度时颗粒的沉积率

    Figure  10.  Deposition rate of particles at different inlet gas velocities

    图  11  不同入口气速下10 μm颗粒在混合器各壁面的单位面积沉积量

    Figure  11.  Deposition of 10 μm particles per unit area on each wall of the mixer at different inlet gas velocities

    图  12  10 μm颗粒在不同入口气速下的运动轨迹

    Figure  12.  Trajectory of 10 μm particles at different inlet gas velocities

    图  13  1~50 μm颗粒在不同结构混合器内各壁面的单位面积沉积量

    Figure  13.  Deposition of 1~50 μm particles per unit area at each wall in different structured mixers

    图  14  不同结构参数混合器内的流线图

    Figure  14.  Flow diagram of different mixer configurations

    图  15  不同粒径颗粒的运动轨迹

    Figure  15.  Trajectory of particles with different particle sizes

    表  1  不同混合器的结构参数

    Table  1.   Structural parameters of different mixers

    StructureH/mmα/(°)
    Mixer A13030
    Mixer B6530
    Mixer C015
    Mixer D030
    Mixer E045
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    表  2  不同结构混合器的细灰沉积率

    Table  2.   Deposition rate of fine ash for different structure mixers

    Mixer Pd/%
    A 13.82
    B 15.16
    C 14.37
    D 14.01
    E 17.92
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-03-14
  • 网络出版日期:  2022-06-07

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