买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：青岛科技大学

摘要：本发明公开了一种基于实验与多尺度模拟的煤化学链气化全面优化方法，包括如下步骤：取煤作为实验原料，制备载氧体，设计以管式炉反应器为核心的实验装置，通过数据分析确定最优的CCLG操作参数；采用ReaxFF反应力场分子动力学ReaxFF‑MD方法对热解和气化实验的温度结果进行验证，同时获得有价值的动力学参数；采用CFD方法耦合流体流动、传质、传热以及反应动力学四个物理场对气化实验的结果进行验证。本发明采用以试验为基础，结合多尺度模拟的煤化学链气化全面优化方法，通过取待处理的煤作为实验材料，获得针对性的更多的反应参数指标，提升了对煤化学链反应的控制程度，从而提升了合成气的纯度和产率。

主权项：1.一种基于实验与多尺度模拟的煤化学链气化全面优化方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）取煤作为实验原料，制备载氧体，进行煤化学链气化反应，并在不同操作参数下开展载氧体循环实验，确定最优操作参数以用于后续模拟；（2）采用ReaxFF反应力场分子动力学方法对热解和气化过程进行机理参数优化，包括模型的建立、模型的全局能量和几何优化、采集信息和ReaxFF-MD机理分析四个步骤；（3）采用CFD方法耦合流体流动、传质、传热以及反应动力学四个物理场对气化实验的结果进行验证；步骤（1）中通过计算干基气体相对浓度、气体产物低位热值、气体产量、碳转化率以及合成气体积这些指标确定最优操作参数；干基气体相对浓度通过式（1）计算得到： （1）；其中，yi代表干基出口气体中的实际气体体积含量，其中i包括CO、CH4、H2和CO2气体；v代表气袋内收集的出口气体总体积；y代表总气体体积含量；气化过程中产生的气体产物低位热值LHV由式（2）计算得到： （2）；其中，、、分别代表CO、H2、CH4气体的干基气体相对浓度；所述气体产量Gv指单位质量煤产出的干基气体产物的体积，由式（3）计算可得： （3）；其中，M0为实验中加入煤的质量，、、、分别代表干基出口气体中CO、H2、CH4的实际气体体积含量；所述碳转化率ηc指的是出口气体C元素的含量与反应器中加入的煤原料中C元素含量之比，由式（4）计算得到： （4）；其中，M0为实验中加入煤的质量，Ctotal%指梅花井煤中C元素的含量；合成气体积Vg指CO、H2和CH4气体的体积之和，由式（5）计算得到： （5）；其中，M0为实验中加入煤的质量，、、、分别代表干基出口气体中CO、H2、CH4的实际气体体积含量；步骤（2）中采用ReaxFF反应力场分子动力学方法对热解和气化实验的反应温度参数进行验证，同时进行几何和能量优化以及机理分析，通过分析探究热解和气化反应温度分别对各自过程的影响，以选择最佳温度；同时获得动力学参数；步骤（3）中首先根据来自于步骤（1）中实验和步骤（2）中ReaxFF-MD的操作参数对CLG过程进行CFD建模，得到不同载氧体的选择、最佳停留时间、载氧体流量、水蒸气流量以及燃料反应器温度对CLG过程的影响。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 青岛科技大学 一种基于实验与多尺度模拟的煤化学链气化全面优化方法