基于CFD-DEM方法的煤气化渣气流分级提炭模拟研究

摘要

【目的】煤气化渣提炭分质是实现其减量化、无害化、资源化利用的重要手段，气流分级法因其能够高效处理细粒级物料且无废水、废气排放而具有独特优势。【方法】基于CFD-DEM模拟，研究卧式涡轮气流分级机内气固流动状况，探明进气方向和涡轮转向的匹配关系，明确炭颗粒和灰颗粒的流动机制。优化涡轮气流分级机中进气口方向，预测入口气速和涡轮转速对气化细渣气流分级提炭效率的影响。【结果】结果表明：涡轮气流分级机的进气方向对流场分布和气化细渣提炭效率有显著影响。切向进气口易导致在分级区和淘洗区产生相互干扰的次级漩涡，影响气化渣炭和灰颗粒分离效率。优化切向进气为垂直向上后，避免了淘洗区和分级区相互干扰，消除了涡轮和叶片之间次级漩涡，改善并稳定了分级区内的流场，提高了气化细渣提炭效率。在优化后的涡轮气流分级机中，通过匹配入口气速与涡轮转速，富炭渣产品中的炭含量可达80.95%，炭回收率可达59.83%。

关键词

煤气化渣 / 气流分级机 / CFD-DEM / 流场特性 / 颗粒运动特征