壁面热损失对超低热值煤层气热逆流氧化的影响

王鹏飞^1,2，冯涛^1,2，陈丽娟³，贾真真¹

1. 湖南科技大学能源与安全工程学院2. 湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室3. 湖南科技大学化学化工学院

摘 要：建立了超低热值煤层气热逆流氧化的数学模型,运用计算流体力学软件进行数值计算,得到不同壁面热损失条件下超低热值煤层气热逆流氧化的温度场、甲烷转化率、最低甲烷浓度及最大换向半周期,并将数值计算结果与实验结果进行了对比。结果表明:改善氧化装置保温性能,降低壁面热损失,可以提高氧化床整体温度场和拓宽高温区域,有利于甲烷的充分氧化和热量提取;降低氧化装置壁面热损失,可以提高甲烷转化率,且进气速度越小影响越明显;减少氧化装置壁面热损失,可以降低装置维持自运行所需的最低甲烷浓度,有利于氧化装置的稳定运行;随着壁面热损失的下降,氧化床最大换向半周期不断延长,在装置实际运行中,通过改善装置保温性能降低壁面热损失,可以适当延长装置换向时间,减少换向次数。

关键词：超低热值;煤层气;热逆流氧化;壁面热损失;