Comprehensive Modeling and Numerical Investigation of Entrained-Flow Coal Gasifiers
Notice bibliographique
Résumé
Numerical simulations of coal gasification process inside a generic 2-stage entrainedflow gasifier are carried out using the commercial CFD solver ANSYS/FLUENT. The 3-D Navier-Stokes equations and eight species transport equations are solved with three heterogeneous global reactions, three homogeneous reactions, and one thermal cracking equation of volatiles. Finite rates are used for the heterogeneous solid-gas reactions. Both finite rate and eddy-breakup combustion models are calculated for each homogeneous gas-gas reaction, and the smaller of the two rates is used. Lagrangian-Eulerian method is employed. The Eulerian method calculates the continuous phase while the Lagrangian method tracks each coal particle. Fundamental study is carried out to investigate effects of five turbulence models (standard k-ε, k-ω, RSM, k-ω SST, and k-ε RNG) and four devolatilization models (Kobayashi, single rate, constant rate, and CPD) on gasification simulation. A study is also conducted to investigate the effects of different operation parameters on gasification process including coal mixture (dry vs. slurry), oxidant (oxygen-blown vs. air-blown), and different coal distributions between two stages. Finite-rate model and instantaneous gasification model are compared. It is revealed that the instantaneous gasification approach can provide an overall evaluation of relative changes of gasifier performance in terms of temperature, heating value, and gasification efficiency corresponding to parametric variations, but not adequately capture the local gasification process predicted by the finite rate model in most part of the gasifier. Simulations are performed to help with design modifications of a small industrial demonstration entrained-flow gasifier. It is discovered that the benefit of opening the slag tap on the quench-type gasifier wider by allowing slag to move successfully without clogging is compromised by increased heat losses, reduced gasification performance, downgraded syngas heating value, and increased unburned volatiles. The investigation of heat transfer on fuel injectors shows that blunt tip fuel injector is less likely to fail compared to conical tip fuel injector because the maximum high temperature on the injector is scattered. Two concentric fuel/oxidant injections provide better fuel-oxidant mixing and higher syngas heating value than four separate fuel and oxidant injections.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».