撞擊流強化煤氣化過程中顆粒變化及流場的可視化研究

《撞擊流強化煤氣化過程中顆粒變化及流場的可視化研究》是依託武漢工程大學，由郭嘉擔任項目負責人的專項基金項目。

基本介紹

• 中文名：撞擊流強化煤氣化過程中顆粒變化及流場的可視化研究
• 項目類別：專項基金項目
• 項目負責人：郭嘉
• 依託單位：武漢工程大學

項目摘要

煤氣化技術是實現煤高效清潔利用的途徑之一，但目前我國煤氣化還是主要依賴國外進口技術。撞擊流由於其簡單的布置方式、強化的傳熱傳質、良好的微觀混合效果，套用於煤氣化過程從理論上是可行的，也已引起國內外專家學者和企業界的日益關注。本項目將結合現有的國內外相關研究進展，以及本課題組在撞擊流理論與套用領域的研究基礎，採用高速攝像觀察萘顆粒變化和碘化氫顯色反應觀察撞擊區域流場變化研究撞擊流強化煤氣化過程中傳質特性，尋找撞擊過程中顆粒和流場的變化規律，分析強化傳質的關鍵影響因素（例如煤粉破碎度、產物相間傳遞、停留時間延長等），探討撞擊流強化傳質的機理，進一步擴展和深化撞擊流理論，為撞擊流煤氣化的工業化提供基礎數據和理論依據。

結題摘要

煤氣化技術是實現煤高效清潔利用的途徑之一，但目前我國煤氣化還是主要依賴國外進口技術。本研究證明撞擊流由於其簡單的布置方式、強化的傳熱傳質、良好的微觀混合效果，套用於煤氣化過程是可行的。粒子圖像測速技術研究發現，氣流速度對破碎萘顆粒尺寸及分布有明顯影響。在撞擊流條件下，煤粉顆粒的相向碰撞更有利於破碎，剪下力場的存在強化了巨觀分散和微觀混合，有利於煤炭顆粒的破碎。但碘化氫顯色反應觀察撞擊區域流場變化未能實現，由於常溫下分解速率過慢。為了了解撞擊流煤氣化整個流場的情況，還利用FLUENT軟體對撞擊流反應器中煤氣化進行了流場的數值模擬，探討了撞擊流強化傳質的機理，進一步擴展和深化撞擊流理論，可為撞擊流煤氣化的工業化提供基礎數據和理論依據。撰寫了論文5篇，申請發明專利1項。參加了2次國內學術研討會，並進行大會交流。培養相關領域的碩士研究生和本科生。