【摘 要】
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Shell气流床渣油气化技术可将劣质渣油实现高附加值利用、同时产生高品位的蒸汽等特点而备受关注,但实际运行时仍存在一些问题:如原料（渣油）性质波动易造成反应炉内温度剧烈变化,引发喷嘴损坏等非计划停车事故。为降低此类事故发生的频率,获取炉内流场、温度等不可测参数的分布规律,对Shell气流床渣油气化炉的稳定操作具有较大意义。为达到该目的开展了以下几个方面的研究:首先对雾化喷嘴及某企业的Shell渣油
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Shell气流床渣油气化技术可将劣质渣油实现高附加值利用、同时产生高品位的蒸汽等特点而备受关注,但实际运行时仍存在一些问题:如原料（渣油）性质波动易造成反应炉内温度剧烈变化,引发喷嘴损坏等非计划停车事故。为降低此类事故发生的频率,获取炉内流场、温度等不可测参数的分布规律,对Shell气流床渣油气化炉的稳定操作具有较大意义。为达到该目的开展了以下几个方面的研究:首先对雾化喷嘴及某企业的Shell渣油气化炉进行几何建模,采用ICEM-CFD软件对构建的几何模型进行网格划分,并进行网格独立性检验。其次,利用所建立的雾化模型在ANSYS Fluent软件中计算了双通道渣油进料喷嘴的雾化过程,以索特尔平均直径SMD作为评价指标,与文献值比对验证了该模型的有效性;进而利用该模型对五通道喷嘴的雾化过程进行数值模拟,分析了雾化后的流场分布、喷雾形貌、粒径分布等结果,并探究了单通道进料负荷及操作负荷变化对于雾化性能的影响。在此基础上,对炉内渣油的气化反应过程进行了数值模拟,并对基准工况下的流场、温度及组分浓度分布等结果进行详细分析,结合比油耗、比氧耗以及碳转化率等评价指标探究了氧油比、蒸汽油比对渣油气化炉运行状况的影响。最后,根据五通道喷嘴多环进料的特点,在基准工况的基础上,结合各通道质量配比的不同对3种进料模式进行了模拟研究,同时考察了多种因素对渣油气化过程的影响,针对工业过程在上述操作条件下运行时给出了具体建议。
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