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基于多喷嘴对置式气化炉热模平台,以柴油为模拟介质,氧气为气化剂,对其气化过程进行了试验研究。对不同工况下,出口合成气成分、炉膛喷嘴平面的气体浓度及撞击火焰高度进行了分析。结果表明,喷嘴平面内,CO、CO2、H2浓度在平面中心至距中心约5cm范围内变化显著;沿气化炉轴线方向,气体浓度曲线在距离中心约29cm处出现拐点。
基于三基色测温原理和神经网络理论,结合数字图像处理技术,提出火焰温度场测量方法,用于表征气化撞击火焰图像温度特征。结果表明,撞击火焰集中在气化炉喷嘴平面中心,避免了冲刷炉壁,火焰主体的温度分布范围在145 ℃以上。
水煤浆及粉煤气化工艺需要液态排渣,研究灰渣的粘温特性极其重要。以随机网格模型理论为基础,分析了灰渣主要组分碱金属(Na,K)、碱土金属(Ca,Mg)、Fe和Al对灰渣结构稳定性的影响。并基于KTH模型,分析了SiO2-FenO-CaO体系的粘温变化规律以及在不同Si含量下,体系粘度随CaO含量的变化规律。结果表明,Si02为影响灰渣粘度的主要因素;低硅含量下,体系粘度随CaO含量的增加而增大;中硅含量下,体系粘度随CaO含量的增加呈现先降低后升高趋势;高硅含量下,体系粘度随CaO含量的增加而降低。
研究了完全熔融状态下SiO2-Al2O3-CaO体系的粘度特征。结果表明,SiO2的摩尔含量与n(CaO)/[n(Cao+n(Al2O3)]比值相比,前者对体系粘度的影响更为显著;当SiO2摩尔含量一定,体系粘度随着(CaO)/[n(CaO)+(Al2O3)]比值的增加,呈现先升高后降低的趋势,粘温特性在刀n(CaO)/[n(CaO)+n(Al2O3)]比值为0.5附近变得复杂,且粘度最大值未出现在0.5处;基于流体流动特性提出了粘度预测数学模型,并且能够很好地预测完全熔融状态下SiO2-Al2O3-CaO体系的粘度。
研究了遗传(GA)神经网络(BP)算法,用遗传算法优化BP神经网络的初始权阈值,采用优化后的神经网络模型预测灰渣粘度值。将预测值与三种不同机理模型预测值比较,结果表明GA-BP模型预测值与实验值最接近,且精度明显较其它模型高。