第60卷第12期化工學(xué)報Vol. 60 No. 122009年12月CIESC JournalDecember 2009研究論文貧氣流床煤氣化輻射廢鍋內(nèi)多相流動與傳熱倪建軍'，粱欽鋒',周志杰'，張玉柱”，于廣鎖'('華東理工大學(xué)煤氣化教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海200237;z神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，寧夏銀川750004)摘要:采用多相流動與傳熱模型耦合的數(shù)值方法，對氣流床煤氣化輻射廢鍋內(nèi)多相流場與傳熱過程進(jìn)行了數(shù)值模擬。在Euler坐標(biāo)系中采用組分輸運(yùn)模型計算氣體組分?jǐn)U散過程，并通過realizable k-e湍流模型計算爐內(nèi)流場，煤渣顆粒運(yùn)動軌跡在Lagrange坐標(biāo)系中計算，并考慮了氣固相間雙向耦合。利用灰氣體加權(quán)和模型與離散坐標(biāo)法相結(jié)合，計算了爐內(nèi)輻射傳熱過程，并考慮了煤渣顆粒的熱輻射特性。結(jié)果表明:爐體入口存在張角約為10°的中心射流區(qū)，其流速和溫度均較高，且周圍存在明顯回流區(qū)，回流區(qū)內(nèi)部分顆粒富集;大部分顆粒直接落入漬池，且粒徑越大落入渣池時溫度越高;爐內(nèi)溫度分布除中心射流區(qū)，整體分布均勻，且隨壁面灰渣厚度的增加而升高;計算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測量結(jié)果及文獻(xiàn)值基本一致。關(guān)鍵詞:輻射廢鍋;輻射傳熱;多相流;煤氣化中圈分類號: TQ546; TK 11+4文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A文章編號: 0438-1157 (2009) 12-2997-09Multiphase flow and heat transfer in entrained-flowcoal gasification radiant syngas coolerNI Jianjun'，LIANG Qinfeng' , ZHOU Zhijie' , ZHANG Yuzhu2 , YU Guangsuo'(' Key Laboratory of Coal Gasification. Ministry of Education，East China University ofScience and Technology, Shanghai 200237, China; 2 Shenhua Ningxia Coal Group CorporationLimited, Yinchuan 750004, Ningxia, China)Abstract: The process of multiphase flow and heat transfer in an entrained-flow coal gasification radiantsyngas cooler (RSC) was simulated by coupling the multiphase flow model and heat transfer model. Thegas phase flow field was calculated by realizable k-e model with an Euler method while the discrete randomwalk (DRW) was applied to trace the particles, and the interaction between gas and particles wasconsidered. The radiative properties of syngas mixture were calculated by W eighted-Sum-of-Gray-Gases(WSGG) model. The discrete ordinates model (DOM) was used for modeling the radiative heat transfer,and the effect of slag particles on radiative heat transfer was included. Results showed that the expandingangle of inlet jet is 10°，where the temperature and velocity are higher than other area' s. The recirculationregion around the inlet jet has a higher particle concentration. Most of the slag particles are straightlydropped into the slag pool, and the larger the particle, the faster the dropping and the higher thetemperature it will have. The temperature distribution in RSC is uniform except the inlet jet region, andthe temperature increases with the increase in ash/ slag deposition thickness. The mathematical models for2009-04- 22收到初稿，2009-08- 31收到修改稿。Received date: 2009 -04- - 22.聯(lián)系人:于廣鎖。第一作者:倪建軍(1983-), 男，博士研CoresDondineouthor:_ Prof. YU Guangsuo， gsyu @究生?；痦?xiàng)目:國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃項(xiàng)目ecu中國煤化工Hational Basic Research(2004CB217707);國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(20876048); 教育部新YHCNMHGation!世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計劃項(xiàng)目(NCET-06-0416); 教育部長江學(xué)者與Program or unina zUU4LDci1u1, ana the National Natural創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)發(fā)展計劃項(xiàng)目(IRT0620)。Science Foundation of China (20876048).2998● .化工學(xué)報第60卷numerical simulation are compared with experimental and literature data. Overall agreement between thepredicted and experimental values is good and gives confidence in using these routines for RSC designcalculations.Key words: radiant syngas cooler; radiative heat transfer; multiphase flow; coal gasification采用如下假設(shè):①氣化爐穩(wěn)定運(yùn)行，出口合成氣和引言煤渣量不隨時間變化;②假設(shè)煤渣為球形顆粒，不先進(jìn)氣流床煤氣化工藝按產(chǎn)物冷卻方式分主要考慮其冷凝相變和顆粒間碰撞(顆粒體積分?jǐn)?shù)小于有激冷流程、輻射廢鍋流程和廢鍋激冷流程3種。10~*);③輻射廢鍋運(yùn)行過程中渣池內(nèi)灰水采用外第1種流程主要用于合成氨、甲醇合成等相關(guān)產(chǎn)部水循環(huán)，忽略灰水蒸發(fā)，并設(shè)定渣池內(nèi)水溫恒定業(yè)，后兩種主要用于整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)為40C;④假定輻射廢鍋水冷壁壁面渣層和灰層發(fā)電和煤基多聯(lián)產(chǎn)。國內(nèi)對激冷流程中洗滌冷卻室厚度分布均勻，并取渣、灰熱導(dǎo)率分別為1.87、進(jìn)行了深人研究(2],但對輻射廢鍋的研究尚未見.0.25 W. m~1●K-1[8]。報道。我國是世界上電力需求增長最快的國家，且80%依靠以煤為原料的火力發(fā)電。采用先進(jìn)的潔3.89m凈煤發(fā)電技術(shù)，是可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略對電力工業(yè)的必, outlet然要求。氣流床煤氣化爐出口溫度為1200 ~1500C，廢鍋流程可將合成氣和熔渣顯熱有效回收. division wall利用，產(chǎn)生的高壓蒸汽可用于發(fā)電，使lGCC整體供電效率提高約4%~5%。氣化產(chǎn)物依次通過輻17.5m射廢鍋、對流廢鍋進(jìn)行降溫，然后進(jìn)人凈化除塵系統(tǒng)，最終進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電。輻射廢鍋操作條件苛outer wall刻，了解其內(nèi)部多相流動和傳熱過程對傳熱優(yōu)化和提高合成氣凈化效率具有重要指導(dǎo)意義。國外對輻射廢鍋流程IGCC發(fā)電技術(shù)的研究起. slag pool步較早，并取得了很大的進(jìn)展門。Brooke[5]對美 國冷水電站輻射廢鍋水冷壁壁面煤渣沉積物的化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了分析，得到水冷壁壁面局部渣層厚度達(dá).圖1輻射廢鍋結(jié)構(gòu)2.5 cm，積灰厚度約2 mm。Kihara 等[6]對一Fig.1 Structure of radiant syngas coolerIGCC示范電站的輻射廢鍋水冷壁管的腐蝕進(jìn)行了研究。以上研究主要集中于水冷壁積灰和腐蝕等局2數(shù)學(xué)模型部問題。近年來，Kraft 等[”設(shè)計了一種底部帶洗2.1連續(xù)相模型滌冷卻室的輻射廢鍋，并通過CFD模擬對其內(nèi)部.采用Euler法建立連續(xù)介質(zhì)流動控制方程。輾流場和溫度場進(jìn)行了設(shè)計優(yōu)化，但由于以專利形式射廢鍋人口圓形射流與Texaco氣化爐頂部噴嘴射發(fā)表，輻射廢鍋內(nèi)流場和溫度場細(xì)節(jié)仍未能充分流相似，人口直徑與簡體直徑相比，突擴(kuò)比較大，展現(xiàn)。本文通過數(shù)值模擬方法對水煤漿氣化輻射屬于典型的圓形湍流受限射流過程。而關(guān)于廢鍋進(jìn)行了研究，以期為該領(lǐng)域的研究提供重要Texaco氣化爐的實(shí)驗(yàn)和模擬研究已有文獻(xiàn)報道[0]，信息。通過對多種湍流模型計算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)對比分析得1研究對象與模型假設(shè)出,中國煤化，士時圓形湍流受限射流過:HCNMH(致(011]，因此本圖1顯示了輻射廢鍋頂部圓形人口、雙層水冷文采算爐內(nèi)流場。底部壁和渣池結(jié)構(gòu)。為便于建立計算穩(wěn)定的數(shù)值模型，渣池氣液兩相運(yùn)動界面的控制采用流體體積VOF.第12期倪建軍等:氣流床煤氣化輻射廢鍋內(nèi)多相流動與傳熱●2999 ●模型[12]。Schmidt數(shù);么為湍流黏度，Pa.s; Y:為組分i的在傳熱和相間能量傳遞計算中共用一套能量質(zhì)量分?jǐn)?shù); x; 為空間方向; N為組分?jǐn)?shù)。方程2.2離 散相模型a(p.E).9p.2+0●[U(q,E +p)]=v.(kaVT)+S。(1)不同粒徑顆粒群在輻射廢鍋內(nèi)的運(yùn)動及分布情況采用隨機(jī)軌道模型在Lagrange坐標(biāo)系下考察，式中p。為第q 相密度，kg.m~'; U為混合相速采用雙向耦合算法考慮顆粒相與連續(xù)相間的相互作度，m's'; p為壓力，Pa; k為熱導(dǎo)率，W●用。在笛卡爾坐標(biāo)系(y方向)下的單顆粒運(yùn)動方m-'●K-'; l為時間，s; Sn為能量源項(xiàng)，包括熱程為[4輻射和相間熱傳遞。VOF模型中將溫度為T時的出=P0(4.-u)+ Buse +F,(4)能量E作為質(zhì)量平均變量處理。Pp在求解能量方程時，不同溫度下的合成氣比熱式中 Fo(up-up) 為單位質(zhì)量顆粒曳力項(xiàng); Pq、容為ue、P%、up分別為氣體和顆粒密度和速度; g,為重Co.dT)(2力加速度y方向分量;第二項(xiàng)為重力和浮力的合力項(xiàng); F,為附加力的合力，包括虛假質(zhì)量力、熱.式中Cp,1為組分i的熱容，J●g~'●K-'; Tw=泳力、布朗力和Saffman力等，在本文計算條件298.15K.根據(jù)表1給出的合成氣組分?jǐn)?shù)據(jù)，可得.下，由于P236031.52360> 118015. 41.17703網(wǎng)格劃分與邊界條件>85011.660153.1網(wǎng)格劃分和求解方 法6.84>15012.44288根據(jù)輻射廢鍋的軸對稱性和計算域突擴(kuò)比大的>756.29113特點(diǎn)，對輻射廢鍋進(jìn)行1/2六面體非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃≥454.8750分。在考察網(wǎng)格獨(dú)立性計算中，對網(wǎng)格數(shù)為45萬、11. 0081萬和120萬的計算域進(jìn)行了對比求解，最終確定合適的網(wǎng)格數(shù)約為81萬，計算區(qū)域及網(wǎng)格劃分煤渣顆粒密度為2700 kg. m~',熱導(dǎo)率為如圖2所示。1.89 W.m-. K-',比熱容為1670J. kg-'●計算采用控制體積法離散微分方程，對流項(xiàng)采K-'.壁面灰渣表面發(fā)射率取為0.83[19]。 根據(jù)用二次迎風(fēng)插值方法，壓力耦合的求解基于質(zhì)量、壁厚和灰渣層厚度以及管內(nèi)水溫587K， 可以計動量和能量傳遞方程的SIMPLE半隱式方法，壓算得到內(nèi)、外簡壁面灰層表面溫度?；摇⒃偭Σ捎肞RESTO離散化方法。采用出入口質(zhì)量差厚度(S)與灰層表面溫度(Th)的關(guān)(<0.1%X人口質(zhì)量)、出口溫度(波動<0. 1%平系為[20]均值)以及控制方程殘差(能量方程和離散坐標(biāo)方A(Tb一T.)程<10-s，各組分殘差<10-*,其他方程<10-*)S=h(T.-Tmh) +a(T:一;x10(9)這3個標(biāo)準(zhǔn)判斷收斂。由于輻射廢鍋內(nèi)主要以輻射式中λ為灰渣層熱導(dǎo)率， W.m-'●K-+; T.為傳熱為主，而輻射傳熱是以光速傳播電磁波，故采水冷壁管金屬壁面溫度，K; h為對流傳熱系數(shù)，用穩(wěn)態(tài)計算。W.m~°.K-'; ε為灰表面發(fā)射系數(shù)。中國煤化工圖2輻射廢鍋計算城及.MYHCNMHGFig.2 Calculation domain of RSC and mesh generation第12期倪建軍等:氣流床煤氣化輻射廢鍋內(nèi)多相流動與傳熱4計算結(jié)果與討論4.1模型驗(yàn)證由于對輻射廢鍋計算結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證存在較大困難，而洗滌冷卻室與輻射廢鍋同處于氣化爐出口，操作工況類似，洗滌冷卻室內(nèi)輻射傳熱也是傳熱過程的主要方式之一，因此首先利用本模型對文獻(xiàn)[1]中不同工況下洗滌冷卻室下降管溫度場進(jìn)行了模擬，模型預(yù)測值和實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。由圖可見，本模型與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合較好，本文所建立模型可對輻射廢鍋?zhàn)龀龊侠眍A(yù)測。1000口experimental data(Case 1)---- simulation(Case I)experimental data(Case II)8000--. simulation(Case I)600(a) velocity contours(b) velocity vectorB圖4截面Y=0速度等值線和流向分布Fig. 4 Velocity contours and velocity vector200 !profile in plane Y=0 (CaseI)0.150.450.60beigh/m圖5為輻射廢鍋出口截面速度流向分布，從圖圖3文獻(xiàn)[1] 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與本文模擬結(jié)果比較中可見環(huán)隙氣流在環(huán)形繞流后從出口流出，但在出Fig.3 Comparison of experimental data in口附近不同流向氣流相匯混合，產(chǎn)生了較大的湍流Ref. [1] and simulated data in this work擾動，氣流流向相對混亂。4.2連續(xù)相流場圖4為輻射廢鍋軸截面速度等值線和速度向量分布。由圖4 (a)可見，輻射廢鍋入口中心射流區(qū)城明顯，射流張角為10°，長度約為6.5m,最大流速為11 m.s-',在6.5 m以后區(qū)域速度分布相對均勻。氣流抵達(dá)渣池液面流速約為0.4 m●s~', 輻射廢鍋出口截面平均流速約為7.8 m●圖5 A-A 截面速度流向分布s~'.從圖4 (b) 中可發(fā)現(xiàn)輻射廢鍋內(nèi)簡頂角處存.Fig.5 Velocity flow in A- A profile (Case I )在對稱的旋渦。在輻射廢鍋底部，合成氣主要從內(nèi)圖6為合成氣主要?dú)怏w組分CO、CO2、 H2 和筒導(dǎo)流到環(huán)隙，內(nèi)筒出口氣流中心垂直于渣池液H2O在輻射廢鍋內(nèi)筒沿軸線的濃度分布。其總體面，氣流轉(zhuǎn)向流動形成了一對旋渦。圖中還可見底濃度沿氣流方向升高，這是由氣流溫度降低而總部合成氣流向相對紊亂，環(huán)隙部分氣流有向下流的壓和體積不變所致，與氣體狀態(tài)方程結(jié)論相符。各.現(xiàn)象，主要是由于氣流由向下流動轉(zhuǎn)為向上流動過組分濃度分布合理，說明各組分?jǐn)U散比較均勻。程湍流擾動較大，同時非對稱單側(cè)出口對氣流也有此外，采用VOF多相流模型對渣池液面的計一定影響。此外，在中心射流周圍還有高約為4. 5算發(fā)中國煤化工中未出現(xiàn)較明顯m的回流區(qū)，這種中心射流伴有回流區(qū)的現(xiàn)象與的湍氣經(jīng)由下降管通入0HCNMH C文獻(xiàn)[9]所揭示的Texaco氣化爐內(nèi)圓形受限射渣池w于玖收畫制烈而列個問，輻射廢鍋內(nèi)氣流未流物理現(xiàn)象和變化趨勢一致。充人渣池，沖擊渣池液面的氣速僅為0.4 m.sI,●3002●化工學(xué)報第60卷0.15p-C0 .... H----C02 ---- H2OI 0.09-concentration/kg●m':0.03.18 21heighU/m圖6主要?dú)怏w組分沿軸線的濃度分布Fig. 6 Molar concentration distribution of maincomponents of syngas along axial line (Case I )且氣流夾帶的顆粒粒徑較小，故未能使渣池液面產(chǎn)生明顯波動。4.3離散相流場圖7為輻射廢鍋內(nèi)煤渣顆粒濃度分布和運(yùn)動軌線。由圖可見，大多數(shù)煤渣顆粒落人渣池，但少數(shù)(a) concentration粒徑較小的顆粒由于自身沉降速度小于氣流速度而被氣流夾帶。輻射廢鍋內(nèi)筒顆粒由于受慣性力和重力作用，主要集中在中心區(qū)域，水冷壁壁面附近顆粒濃度偏低，因此不易出現(xiàn)大顆粒熔渣在水冷壁上沉積結(jié)渣現(xiàn)象。此外，在內(nèi)筒人口中心射流回流60 h區(qū)、內(nèi)簡頂部和出口對稱旋渦區(qū)有- -定量顆粒富集。人口射流回流區(qū)內(nèi)顆粒仍處于熔融態(tài)，易出現(xiàn)velocity/m.s':壁面結(jié)渣。圖8顯示了輻射廢鍋內(nèi)簡管面灰渣沉積情況，由圖可以看出，管面存在少量結(jié)渣且外層為.一薄灰層。4.4整體溫度場由于輻射廢鍋內(nèi)部灰渣層厚度隨著實(shí)際運(yùn)行和操作條件的改變而變化，因此本文對灰渣層厚度對溫度場的影響進(jìn)行了研究，結(jié)果見表4。圖9為不同灰渣厚度時內(nèi)簡和環(huán)隙界面平均溫度分布的比較。由圖可見，隨著灰渣層厚度的增加，傳熱效率明顯降低，當(dāng)內(nèi)外水冷壁灰渣層厚度53一致時(CaseI )，計算結(jié)果與工程公司的設(shè)計值一致。在內(nèi)簡人口附近平均溫度較低，因?yàn)閮?nèi)簡頂部存在渦旋回流區(qū)，氣體停留時間較長。從圖中還(b)trajctory可以發(fā)現(xiàn)，內(nèi)簡渣層越厚，內(nèi)簡出口溫度越高。對中國煤化工。CaseV的計算得出輻射廢鍋出口溫度為580C，布和運(yùn)動軌線YHCN M H Gnd rijetiry工廠實(shí)際運(yùn)行出口溫度通常約為600C，表明模in RSC (CaseI, Y=0)擬結(jié)果與實(shí)際工況吻合較好。此時環(huán)隙水冷壁吸熱第12期倪建軍等:氣流床煤氣化輻射廢鍋內(nèi)多相流動與傳熱●3003 ●溫度驟降。圖10為輻射廢鍋軸截面溫度場。爐內(nèi)入口中心射流溫度分布呈火炬狀，中心溫度較高，在徑向方向沿壁面遞減，該結(jié)論與文獻(xiàn)[8]中結(jié)果基本一致。整體溫度分布隨著與人口距離的增大，合成氣流速降低，熱量主要通過輻射傳熱和對流換熱的(a) top view of deposition形式傳遞給水冷壁，從而溫度迅速下降。在距內(nèi)簡頂部7.5 m后，火炬狀溫度分布已不明顯，但溫度分布仍為中心高兩側(cè)低。通過對比發(fā)現(xiàn)，內(nèi)筒渣層厚度增加，使熱阻增加，換熱量減少，溫度下降速度明顯降低。還可以發(fā)現(xiàn)，氣流在渣池液面附近.syngas flow溫度為1100C左右，進(jìn)入環(huán)隙溫度下降到1000C以下，出口溫度為600C左右。(b) deposition on tube surface圖8輻射廢鍋內(nèi)管 面灰渣沉積情況Fig. 8 Ash/ slag deposition on water tube of RSC表4不同灰渣厚度分布條件Table 4 Calculation conditions with differentash/slag deposition thickness/Inner cylinderAnnular spaceCaseSlag/mmAsh/ mmSlag/ mmAsh/mm8102001800由Case IVinner cylinder▲Casell●CaseV1600●CaseI ■design1400(a) Case I(b) CaseV引1200圖10輻射廢鍋軸截面溫度場outer cylinder1000Fig. 10 Static temperature profiles in plane Y=04.5顆粒平均停 留時間與溫度分布800. outlet profile圖11為對3360個顆粒分60組進(jìn)行示蹤統(tǒng)計602得到的不同粒徑顆粒落人渣池時的溫度和平均停留height/m時間分布。由圖可見，粒徑越大溫度越高，由于其圖9不同工況下截面溫度對比自身重力和慣性力越大，沉降速度也大，從而使Fig. 9 Evolution of temperature at diferent其在爐內(nèi)運(yùn)動的停留時間縮短，粒徑大于850heights and conditionsmm |中國煤化工當(dāng)內(nèi)簡水冷壁壁量達(dá)到總吸熱量的73.3%，由于環(huán)隙氣流流速低，面渣|YHCN MH G渣池顆粒溫度隨且與水冷壁管進(jìn)行逆行對流換熱和熱傳遞所致。此整體溫度場的升高而提高，最高達(dá)1298.4C，遠(yuǎn)外，由于渣池溫度較低，氣流溫度在渣池液面附近高于氣流溫度1155.3C，而顆粒最小溫度僅為●3004●化工學(xué)報第60卷160060References1550 I501500 t[1] Wang Yifei (王亦飛)，Lu Ruihua (盧瑞華)，Su Yiteng40(蘇宜豐)，Liang Qinfeng (梁欽鋒), Yu Zunhong (于遵宏). Temperature distibution in the serubbing coling tube! 140030翼of the new type coal slurry gasifier. Journal of East Chinat 1350p particle temperature.20University of Science and Technology (華東理工大學(xué)學(xué)■mean residence time報)，2006, 32 (3); 300-304particle temperature t 10mean residence time[2] Zhao Yongzhi (趙水志), Gu Zhaolin (顧兆林)，Li Yun1200 l(李云)，F(xiàn)eng Xiao (馮霄). Numerical simulation on.73.6diameter/mmturbulent flow and heat transfer of vertical pipe in quench圖11不同粒徑顆粒落人渣池時的溫度和停留時間chamber of coal gasifier. Jourmal of Chemical Industry andFig. 11 Temperature and residence time ofEngineering (China) (化工學(xué)報), 2003, 54 (1):115-118particles with different diameters[3LiuH, Ni W. LiZ, Ma L Strategic thinking on IGCC1032. 5C，但可以判斷所有顆粒在落人渣池時已development in China Energy Polics, 2008, 36; 1-11成固態(tài)。當(dāng)顆粒粒徑小于10μm時，顆粒在輻射[4Minchener A J. Coal gasification for advanced powe廢鍋內(nèi)停留時間較長，且極易被氣流夾帶進(jìn)人環(huán)generation. Fuel, 2005, 84: 222-2235隙，較易在壁面形成結(jié)渣或積灰，該結(jié)果與文獻(xiàn)[5Brooke D. Chemistry of deposit formation in a coalgasification syngas coler Fuel, 1993, 72 (5); 665-670[5] 計算值一致，也間接證明假設(shè)工況CaseV的[6] Kihara s, Namba I, Kuwabara T, Fujti N. Corrosion of合理性。T-11 syngas cooler tubes in 1GCC pilot plant. Mater. High5結(jié)論Temp.1997. 14 (4): 429-433[7Wessel R A, Kraft DL, Fry S R. Compact radial platen在Euler/Lagrange坐標(biāo)系下模擬了氣流床煤arrangement for radiant syngas cooler: US， 2008/氣化輻射廢鍋內(nèi)的三維多相流動與傳熱過程，得到0041572. 2008-02-21了以下結(jié)論。[8] Zbogar A, FrandsenFJ, JensenP A, Glarborg P. Heattransfer in ash deposits: a modeling tool-box Prog.(1)在輻射廢鍋人口形成了張角為10°.長約Energy Combust. Sci,, 2005, 31: 371-4216.5m的高速中心射流，該區(qū)域周圍伴隨有對稱回[9Wu Yuxin (吳玉新)，Zhang Jiansheng (張建勝), Yue流區(qū)，內(nèi)簡頂角處也存在兩個對稱的旋渦區(qū)。氣流Guangxi (岳光溪)，Lo Junfu (昌俊復(fù)). Comparison of從底部折返區(qū)形成較大湍流擾動，流向相對混亂，diferet turbulence models in computation of co-axial jet氣流向下流至渣池液面時流速約為0.4 m. s擴(kuò)',stream of Texaco gasifier. Journal of Chemical Industry出口截面平均流速約為7.8 m.s-1.and Engineering (China)(化工學(xué)報)， 2007， 58 (3);537-543(2)爐內(nèi)顆粒主要集中在中心流道，但部分沉[10]Ni Jianjun (倪建軍)，Liang Qinfeng (梁欽鐮)，Dai .降速度較小的顆粒將被氣流夾帶出輻射廢鍋，與流.Zhenghua (代正華)，Yu Guangsuo (于廣鎖)，Yu場相對應(yīng)的內(nèi)簡頂部、中心射流周圍和內(nèi)筒出口旋Zunhong (于遵宏). Numerical simulation of gas paricle渦區(qū)域有一定量顆粒富集.two-phase flow in the impinging streams gasifier. CIESC(3)爐內(nèi)人口射流中心溫度較高，呈火炬狀分Joumnal(化工學(xué)報), 2009，60 (4); 864-871布，在距內(nèi)簡頂部7.5 m后火炬狀分布逐漸消失，[11] ShihTH, LouW W, Shbbir A, YangZ, Zhu J. A new渣池液面附近氣流溫度下降較快，環(huán)隙溫度基本保.ke eddy viscosity model for high Reynolds number turbulentflows Comput. Fluids, 1995， 24 (3): 227-238持在1000C以下。[12].me of fluid methods for(4)大部分顆粒最終以固態(tài)落人渣池，粒徑大中國煤化工w Chm Eng. J.,于850 μm的顆粒在5 s內(nèi)即落人渣池，粒徑越大YHCNMHG溫度越高，且隨著水冷壁壁面灰渣層厚度的增加，[13] Habibi A, Merci B, Heynderickx G J. Impact of radiation整體溫度升高，顆粒溫度也隨之升高。models in CFD simulations of steam cracking furnaces.第12期倪建軍等:氣流床煤氣化輻射廢鍋內(nèi)多相流動與傳熱3005Comput. Chem. Eng. ，2007, 31 (11): 1389-1406[18] Goodwin D G, Mitchner M. Infrared optical constants of[14]MorsiS A, Alexander A J. An investigation of particleslags: dependence on chermical composition.trajectories in tworphase flow systems. J. Fluid Mech. ,J. Thermophysics, 1989,3 (1); 53-601972，55; 193-208[19] Mills K C, Rhine J M. The measurement and estimation of[15] Modest M F. Radiative Heat Transfer. Burlington;the physical properties of slags formned during coalAcademic Press, 2003: 498gsification. Fuel, 1989， 68: 904-910[16] Smith T F, Shen Z F, Friedman J N. Evaluation of[20] Mueller C, Selenius M, Theis M, Skrifvars BJ, Backmencoefficients for the weighted sum of gray gases model. J.R, Hupa M, Tran H. Deposition behaviour of moltenHeat Transfer, 1982, 104: 602-608alkalirich fly ashes- -development of a subrmodel for CFDCoppalle，Vervisch;The total emissivities of high-applications. Proc. Combust. Inst. 2005, 30; 2991-2998temperature flames Combust Flame, 1983, 49: 101-108中國煤化工MYHCNMHG