[发明专利]一种多组分有机危废气流床气化炉内钙基脱氯剂脱氯仿真预测方法

说明书

本发明公开了一种多组分有机危废气流床气化炉内氧化钙脱氯仿真预测方法，包括建立几何模型，对几何模型中的计算域进行网格划分；网格导入FLUENT中，设定FLUENT中的稳态求解器和计算模型，设定组分输运模型的材料参数；将hv_vol作为不含氯有机物颗粒物的热解组分；设置燃烧反应为不含氯有机物燃烧反应、含氯有机物燃烧反应和氧化钙与氯化氢的脱氯反应；将氧化钙析出温度设定为氯化钙沸点温度，设置边界条件和求解器；运行FLUENT，对运行结果进行后处理得到氧化钙、氯化钙和氯化氢在气流床气化炉内分布数据。该方法能够准确的预测多组分有机危废在气流床气化炉内高温燃烧过程中氧化钙脱氯的效果。

技术领域

本发明属于能源工业和化学工程领域，具体涉及一种多组分有机危废气流床气化炉内钙基脱氯剂脱氯仿真预测方法。

背景技术

气流床气化炉主要包括Shell、GSP、Prenflo、Eagle等用于干煤粉进料的气化炉和德士古、E-GAS、多喷嘴对置式等用于水煤浆进料的气化炉，主要生产合成氨与CO，H2等化工产品。多组分有机危废主要包括精馏残渣、废活性炭、废催化剂、工业污泥、废旧轮胎、废印刷电路板等固体废物和废有机溶剂、废矿物油等液态废物。近年来，有机危废替代煤作为气流床气化炉的进料已成为研究热点，一方面可以实现有机废物的无害化处置和资源化利用，另一方面也减少了化石燃料的消耗，实现了碳的减排。气流床气化炉常以煤粉或水煤浆为原料，煤中氯元素含量较少，所以尚缺乏多组分有机危废气流床气化炉内钙基脱氯剂脱氯效果相关研究。

多组分有机危废具有高含有机氯的特点，在气化炉内高温条件下发生热解和气化，生成以CO、CO2、H2为主的合成气，无机物则会熔融固化成玻璃态炉渣，有机氯高温气化产生的氯化氢会对气化炉内耐火材料产生酸性腐蚀，从而降低气化炉的使用寿命。钙基脱氯剂可以与氯化氢发生酸碱中和反应生成氯化钙，常被添加在原料中作为脱氯剂使用。气流床气化炉内温度高于1800C°，难以直接测量氯化氢的生成分布，无法准确评估钙基脱氯剂的脱氯效果。同时多组分有机危废中含有大量低沸点易挥发、性质不稳定的有机物，经一定温度烘干后不可避免会损失其有机物质量及成分，因此无法进行常规的、准确的全元素分析和工业分析。在实际生产过程中，由于入炉原料的差异较大，现有技术无法准确测量气化炉内的钙基脱氯剂脱氯规律，因此探索一个多组分有机危废气流床气化炉内钙基脱氯剂脱氯效果模拟方法极其重要。

对于实际难以测量的问题，可以采用数值模拟进行预估，通俗的来说是指用计算机做实验，以计算机为计算平台解决一些工程问题、物理问题等。数值模拟的方法可以提供炉内温度、压力、产物浓度等，为气化炉的实验研究与工业运行提供便利。文献Luan Y T，Chyou Y P，Wang T.Numerical analysis of gasification performance via finite-rate model in across-type two-stage gasifier[J].International Journal ofHeatMass Transfer，2013，57(2)：558-566.公开了采用欧拉-拉格朗日的方法对三维E-GAS水煤浆气化炉进行数值模拟，主要考察氧煤比对出口合成气温度以及合成气中CO含量的影响情况。

现有气流床气化炉数值模拟的进料组成均为煤或水煤浆，对钙基脱氯剂脱氯模拟均为固定床与气流床研究，尚缺乏多组分有机危废气流床气化炉内钙基脱氯剂脱氯效果模拟的研究，如果简单高效的评估多组分有机危废气流床气化炉内钙基脱氯剂脱氯效果尤为重要。

发明内容

本发明提供了一种多组分有机危废气流床气化炉内脱氯仿真预测方法，该方法能够准确的预测多组分有机危废在气流床气化炉内高温燃烧过程中钙基脱氯剂脱氯的效果。

一种多组分有机危废气流床气化炉内钙基脱氯剂脱氯仿真预测方法，包括：

(1)根据工业级气流床气化炉的几何尺寸建立几何模型，对几何模型中的计算域进行网格划分；