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啤酒糟流化床气化中颗粒粒径对气固流动和产气影响的CPFD模拟
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作者 国洪帅 姜华伟 +2 位作者 杨海瑞 王翠苹 李延辉 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期4177-4187,共11页
我国酿酒工业每年产生大量废弃啤酒糟,其具有挥发分含量高、硫含量低的特点,特别适合作为气化原料,而流化床气化炉以优异的气固混合和温度均匀性而著称,通过流化床气化实现啤酒糟的资源化和能源化利用具有重要意义。为探究啤酒糟流化床... 我国酿酒工业每年产生大量废弃啤酒糟,其具有挥发分含量高、硫含量低的特点,特别适合作为气化原料,而流化床气化炉以优异的气固混合和温度均匀性而著称,通过流化床气化实现啤酒糟的资源化和能源化利用具有重要意义。为探究啤酒糟流化床气化过程中颗粒粒径对气固流动行为和产气的影响,基于计算颗粒流体动力学(CPFD)方法,对以空气和水蒸气为气化剂的啤酒糟鼓泡流化床气化过程进行了数值模拟,研究了床料粒径和啤酒糟粒径的影响。通过CPFD数值模拟,获得了鼓泡流化床气化炉内颗粒体积分数分布、酒糟和床料的颗粒分布等流动特征,以及产气中主要气体组分的摩尔分数。借助鼓泡流化床气化实验装置,研究了床料粒径和啤酒糟粒径对产气中各气体组分体积分数的影响规律,并对数值模拟结果进行了验证。结果表明,床料粒径的增加不利于气化炉内的充分流态化和颗粒混合,使气化炉内温度沿高度的分布不均匀,并且不利于碳颗粒和水蒸气的充分混合以及气固反应和气相反应的均匀吸放热,造成H_(2)摩尔分数显著降低;啤酒糟粒径的适当增大有助于延长其在气化炉内的停留时间,从而提高固态碳与水蒸气、二氧化碳之间的反应转化率,生成更多的H_(2)和CO,但过大的啤酒糟粒径会造成啤酒糟和床料的混合较差,使啤酒糟比表面积减小,不利于热解和气化反应,导致H_(2)、CO、CH_(4)和NH_(3)等可燃组分的摩尔分数均降低。 展开更多
关键词 流化床气化 啤酒糟 床料 计算颗粒流体动力学 颗粒粒径
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不同酿酒原料的白酒糟燃烧中NO_(x)和CO的排放特性 被引量：2
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作者 李伟强 姜华伟 +4 位作者 国洪帅 袁淼 左向黎 王翠苹 李延辉 《过程工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期1280-1290,共10页
白酒糟是酿酒过程中玉米、小麦和高粱等发酵后产生的残渣,在经过干燥后具有较高的热值,对其燃烧利用能够实现废弃酒糟处置的无害化、减量化和资源化。然而,不同酿酒原料的白酒糟在成分上存在差异,且含氮量一般较高,其燃烧产生的NO_(x)... 白酒糟是酿酒过程中玉米、小麦和高粱等发酵后产生的残渣,在经过干燥后具有较高的热值,对其燃烧利用能够实现废弃酒糟处置的无害化、减量化和资源化。然而,不同酿酒原料的白酒糟在成分上存在差异,且含氮量一般较高,其燃烧产生的NO_(x)属于酸性污染气体;酒糟的水分和挥发分也较高,燃烧过程中易产生CO等不完全燃烧产物。针对不同酿酒原料的白酒糟在燃烧过程中NO_(x)和CO排放存在差异和排放规律不明确的问题,借助一维管式炉研究了玉米酒糟(CDGS)、小麦酒糟(WDGS)和高粱酒糟(SDGS)在不同温度和含水率下燃烧时的NO_(x)和CO排放特性。研究结果表明,随着温度升高,3种白酒糟的燃烧反应加快,NO_(x)排放浓度峰值出现的时间提前,NO_(x)的排放浓度峰值和平均排放浓度增大;NO_(x)排放量和氮转化率随温度升高呈现先升高后降低的趋势,且在700℃时达到最大值,SDGS,WDGS和CDGS的NO_(x)排放量分别达到1.32,1.64和1.89 mg,氮转化率分别达到12.4%,15.6%和21.1%;随着温度升高,CO的峰值排放浓度和平均排放浓度均呈现先增加而后减少的趋势,且在600℃时达到最大;SDGS和CDGS的CO排放量在600℃时达到最大值,分别为20.27和19.80 mg,而WDGS的CO排放量在500℃时达到最大值,为20.20 mg。酒糟在700℃燃烧时,随着含水率增加,燃烧反应推迟,NO_(x)排放浓度峰值和平均排放浓度均有不同程度的增加,氮转化率则无明显变化;而CO排放浓度峰值、平均排放浓度和排放量均增加。 展开更多
关键词 白酒糟 燃烧 温度 含水率 NO_(x)排放 CO排放
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