移动床式气化炉燃烧气化地仿真与分析报告

Sanming University

Diploma Work (Project)

Title:The simulation and analysis of combustion and gasification for a Moving-bed gasifier

Grade & Major:Grade 2006, Machine Design &

Manufacturing and Their Automation Number:20060663129

Name:

Instructor:

2010-03-06

毕业论文(设计)承诺书

我仔细阅读了毕业论文（设计）的有关文件规定。

我知道，抄袭别人的成果是剽窃行为，是可耻的，也是违反毕业论文（设计）规定的。如果引用别人的成果或其他公开的资料（包括网上查到的资料），必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。

我郑重承诺，严格遵守学院毕业论文（设计）规定，以自己的真实水平认真做好毕业论文（设计）。如有违反规定的行为，我将接受严肃处理。我的毕业论文（设计）题目为：

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目录

摘要......................................................................

1.绪论 (1)

1.1煤炭资源 (1)

1.1.1 煤炭资源及其利用 (1)

1.1.2煤气化方法: (2)

1.2 气化炉结构 (2)

1.2.1 移动床气化炉 (2)

1.3 FLUENT软件 (5)

1.3.1 FLUENT软件概述 (5)

1.3.2 程序的结构 (5)

2. 移动床气化炉的仿真与分析 (7)

2.1 数值模拟研究方法 (7)

2.1.2基本控制方程： (7)

2.2 利用GAMBIT建立网格 (8)

2.2.1 参数的确定 (9)

2.3 利用FLUENT求解器求解 (11)

2.3.1 显示网格 (11)

2.3.2 仿真分析 (12)

2.3.3 显示结果 (16)

3. 结论与展望 (20)

致谢 (21)

参考文献 (22)

移动床式气化炉燃烧气化的仿真与分析

[摘要]：本文从型煤富氧连续气化这个角度入手，调研气化炉的结构与运行规律，借助计算流体动力学商业软件Fluent，对气化炉炉内的气化与化学反应过程进行仿真模拟。仿真结果与实际状况相符合，可用于优化气化炉的运行参数，并为今后其内部结构的优化设计与改进奠定基础。

[关键词]：移动床气化炉仿真分析计算流体动力学

The simulation and analysis of combustion and gasification for a

Moving-bed gasifier

[Abstract]: In this paper, we start from the perspective of Oxygen Rich Continuous Gasification, survey gasifier structure and operation rules, using commercial software Fluent to caculate fluid dynamics,and to simulate the gasfication and chemical reaction process in the gasifier. The simulation results correspond with the actual situation, so it can be used to optimize the gasifier operating parameters, as well as to make the foundation for future design optimization and improvement of its internal structural.

[Key words]: moving-bed gasifier simulation analysis computational fluid dynamics

1.绪论

在世界经济的高端发展阶段，面对各种危机的挑战，而能源危机越来越凸显了，如今能源问题很受人们热议，上至政治高层，下至黎民百姓。对此，如何合理并有效利用这有限能源是最为关键的，所以在这方面的技术开发也是最为前沿，备受关注。本文利用FLUENT软件分析煤气化炉气化方面问题，研究煤的合理有效利用。

1.1煤炭资源

1.1.1 煤炭资源及其利用

煤炭资源是我国进行社会主义建设的能源基石之一。我国煤炭储量丰富，分布极广，品种齐全。目前煤的利用主要以直接燃烧发电为主，有效利用率低，能耗高和环境污染严重而制约着我国国民经济的发展。为了合理利用这一宝贵资源，充分发挥其效益，避免使用时造成污染，首先，必须对煤的组成及性质有足够的了解。特别是在进行煤的加工，例如气化、燃烧时，无论是根据煤种来选择工艺方法，还是有了成熟工艺方法来选择煤种，对煤的组成、性质及煤的种种特性的深入了解就更为重要。而福建省拥有十几亿吨的煤炭贮量，但98%为低活性、高变质程度的劣质无烟煤，其挥发分低、着火点高、灰熔点低、粉碎性强及燃烧性差。因此，如何合理有效利用这些劣质煤对发展地方经济及至中国煤炭能源的洁净转化具有特殊意义。近些年世界各国都在致力于研究开发新型高效的煤联合循环发电技术，欧美现已开发的煤气化联合循环发电系统及其煤气化装置，技术上虽已完善，但将煤视为“单一”物质的完全气化，工艺条件过于苛刻。随着煤气化理论和工业实践的不断发展，目前众多研究者认为若依据煤转化阶段反应性不同的特点，实施煤的热解、气化和燃烧分级转化，提高总体碳的利用率，则可使煤炭气化技术简单化而成本降低，且经济地解决燃煤中污染物的控制，从而产生了煤炭部分气化，燃烧集成方式联合生产煤气和热能的新概念。目前有关煤部分气化、燃烧集成优化的评价模型还未见报道[1]-[3]。

当前，国外的煤气化技术大部分集中应用于煤粉洁净燃烧的电厂、化工等较大负荷环境中，且煤炭资源在发达国家的主要能源结构中并不占主导地位。但是对于我国而言，由于解放后长期受西方技术封锁，以及我国资源分布的特点，以煤为原料的中小氮肥企业属于劳动密集型和符合我国能源分布特点的行业，占全国氮肥总产量的65%左右，并且造就了大批以煤为原料的间歇式气化生产氮肥企业，占世界同类型企业总数的90%。由于存在着环境污染较大和当前原材料价格上涨等因素，因此在面对当前节能减排、降低生产成本的发展趋势下，采用符合我国国情的型煤连续富氧气化技术，是企业摆脱困境的解决办法。

面临目前煤的利用率低的问题，在提高利用率方面要首先从利用方式分析入手，从对煤的利用方式中有，如气化、燃烧等，实践证明气化方式对煤的利用比较全面，利用率高，在现代高科技的