Inlet effect on the coal pyrolysis to acetylene in a hydrogen plasma downer reactor
Inlet effect on the coal pyrolysis to acetylene in a hydrogen plasma downer reactor
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DOI：
10.1002/cjce.20049
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发表时间：
2008-06
影响因子：
2.1
通讯作者：
Yi Cheng;Jiaqi Chen;Yulong Ding;X. Xiong;Yong Jin
中科院分区：
文献类型：
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作者：
Yi Cheng;Jiaqi Chen;Yulong Ding;X. Xiong;Yong Jin
氢等离子体中煤热解制乙炔是煤炭利用的清洁工艺。采用气固下反应器来促进煤在毫秒内热解的高温反应。利用 CFD 模拟研究了入口设计对喷煤的影响，并与 2 MW 氢等离子体反应器原型中的冷模型实验进行了定性比较。结果表明，入口喷嘴附近煤颗粒的分布受平面喷嘴布局和操作条件的显着影响。因此，热气体对颗粒的加热效率显示出对入口设计的强烈依赖性。热模型试验表明，通过优化喷嘴设计，以产物气中乙炔浓度为特征的反应器性能从~7.6%提高到9.6%，这表明喷嘴设计在煤热解过程中的关键作用。通过等离子体氢将碳热解为乙炔，从而实现碳的利用。在反应器中，有一个生态系统可以促进在几毫秒内高温下的碳热解反应。碳注入孔口概念的影响以及 CFD 模拟研究，对 2 MW 等离子体氢反应器原型的冷冻模型的经验进行了定性比较。进气孔中碳颗粒分布的结果对板孔的配置和操作条件具有重要影响。因此，gaz chaud montre 的颗粒驱动效果与进气口的概念密切相关。 Chaud montrent 模型测试了反应器特性的性能，其中乙炔浓度在 7.6 至 9.6% 之间，对孔口概念持乐观态度，并在炭热解过程中对孔口概念进行了批判。
Coal pyrolysis to acetylene in hydrogen plasma is a clean process for the coal utilization. A gas–solid downer reactor was employed to facilitate the high temperature reactions of coal pyrolysis in milliseconds. The effect of the inlet design on the coal injection was studied using CFD simulations, which were qualitatively compared with the cold model experiments in the prototype of a 2 MW hydrogen plasma reactor. The results revealed that the distribution of the coal particles near the inlet nozzles was significantly influenced by the layout of the flat-shaped nozzles and the operating conditions. Accordingly the heating efficiency of the particles by the hot gas showed strong dependence on the inlet design. The hot model tests demonstrated that the reactor performance characterized by the concentration of acetylene in the product gas increased from ∼7.6 to 9.6% by optimizing the nozzle design, which indicated the critical role of the nozzle design in the coal pyrolysis process. La pyrolyse du charbon en acetylene dans un plasma d'hydrogene est un procede propre pour l'utilisation du charbon. On a employe un reacteur a ecoulement descendant pour faciliter les reactions a haute temperature de la pyrolyse du charbon en millisecondes. L'effet de la conception de l'orifice d'admission sur l'injection de charbon a ete etudie a l'aide de simulations CFD, qui ont ete qualitativement comparees aux experiences dans un modele froid d'un prototype de reacteur a plasma d'hydrogene de 2 MW. Les resultats revelent que la distribution des particules de charbon pres des orifices d'admission est significativement influencee par la disposition des orifices de forme plate et les conditions operatoires. En consequence, l'efficacite de chauffe des particules par le gaz chaud montre une forte dependance envers la conception de l'orifice d'admission. Les tests de modele chaud montrent que la performance du reacteur caracterisee par la concentration d'acetylene dans le gaz de produit augmente de ∼7.6 a 9.6% en optimisant la conception de l'orifice, demontrant ainsi le rŏle critique de la conception de l'orifice dans le procede de pyrolyse du charbon.