Математическое моделирование процесса ступенчатой пылеугольной газификации
Статья в журнале
Донской И.Г., Свищев Д.А., Шаманский В.А. и др.
Научный вестник Новосибирского государственного технического университета
Научный вестник Новосибирского государственного технического университета. №1(58). C.231-245.
2015
Проектирование новых парогазовых установок с газификацией угля требует развития инструментов для расчета параметров процесса конверсии топлива. В частности, для выбора оптимальных параметров установки требуется знать состав газа и его выходную температуру. Для расчета этих величин необходимы соответствующие математические модели, учитывающие физико-химические особенности процесса. В статье рассматривается математическая модель процесса газификации угля в потоке. Процесс, аналогичный предложенному фирмой Mitsubishi Heavy Industries (MHI), включает две ступени превращений топлива. На первой ступени подается топливо и окислитель в соотношении, достаточном для полного сгорания. На вторую ступень подается топливо и продукты сгорания с первой ступени. Организация ступенчатого процесса позволяет снизить температуру генераторного газа на выходе, а рециркуляция твердого остатка второй ступень на сжигание в первую ступень позволяет использовать низкие концентрации кислорода в дутье. Построенная модель пространственно одномерная, учитывает рециркуляцию недожога и раздельную подачу топлива на разной высоте реактора. Скорость гетерогенных превращений рассчитывается с использованием диффузионно-кинетической теории горения твердого топлива, состав газа в каждый момент принимается локально равновесным. Распределение температур рассчитывается с применением разностной схемы с расщеплением по физическим процессам. Разработан алгоритм для численных расчетов. Проведена верификация математической модели с применением экспериментальных данных. С помощью модели рассчитан ряд режимов, которые оказались оптимальными в результате термодинамического анализа процесса газификации. Получены границы применимости термодинамических оценок эффективности режимов работы ступенчатого газогенератора.
Библиографическая ссылка
Донской И.Г., Свищев Д.А., Шаманский В.А. и др. Математическое моделирование процесса ступенчатой пылеугольной газификации // Научный вестник Новосибирского государственного технического университета. №1(58). 2015. C.231-245.
