1、多孔介质中超临界水渗流 压降特性研究,宋星星，郭烈锦*，金辉 2014年11月2日,2014年中国工程热物理学会,报告提纲,研究背景实验装置与方法实验结果与讨论结论与展望,灰渣,“一把火烧煤”,氧化反应、放热过程,污染物处理成本高 发电过程耗水量大 我国平均燃煤发电效率仅约40%,燃煤发电与常规煤气化的共同特点,国家重大需求,国际燃煤电站的发展趋势都是以提高参数和规模获取更高效率，但受耐高温材料和脱除NOx、SO2、CO2、PM2.5等成本的限制， 目前提升空间很小。,创新思路,生产富H2气体； 副产高纯度CO2； 无NOx、SOx和PM2.5等污染物排放（绿色“三无技术”）； 既适用于清洁无
2、污染发电，也适用于高附加值的煤化工工艺。,吸热过程 还原反应,超临界水,超临界水煤气化制氢耦合发电新技术,在600720、2325MPa 下实现各典型煤种碳的100%完全气化,不同煤种超临界水气化的氢气产量对比,完全气化技术,超临界水流化床反应器,多孔介质中超临界水的流动、传热、传质问题煤颗粒 床料催化剂颗粒 分布板,控制步骤？定向强化方法？,超临界蒸汽吞吐开发吐哈稠油机理示意图,页岩气20%85%以吸附状态存在，降压开采解析程度有限，单井产量低，超临界二氧化碳成为研究的焦点 用超临界二氧化碳来开发非常规油气资源是近期可以走通，可以转变成生产力的一种新技术 沈忠厚院士,报告提纲,研究背景实验装
3、置与方法实验结果与讨论结论与展望,中型连续式反应系统,主要参数：温度800 ，压力30MPa，流量16kg/h； 特点：冷物料与高温水（大比热区）混合可快速升温至超临界温度；能量回收（预热水与高温产物热交换）。,实验台多孔介质段,报告提纲,研究背景实验装置与方法实验结果与讨论结论与展望,多孔介质内单相流阻力特性,Darcy关系式第一次描述了多孔介质内单相流速与压降之间的关系，在石油开采、地下水渗流和地热研究中发挥了重要作用 Reynolds指出，高雷诺数下压降与流速的关系偏离 Darcy 关系式，并提出这种偏离是由惯性力的作用所致 Ergun总结了前人的研究成果，认为高雷诺数下多孔介质中单相流
4、的压降表述为速度的一次项和二次项之和 多位研究人员对Ergun关系式中的系数提出修正，使其适用于不同系统，且存在争议。,P L =A 1 2 3 u d 2 +B 1 3 2 d,多孔介质内单相流阻力特性, = 1 2 3 2 + 1 3 2 ,超临界水的物性,（P= 24MPa，T=723K）,渗流特性与流量之间的关系, = 1 2 3 2 + 1 3 2 ,渗流特性与压力之间的关系, = 1 2 3 2 + 1 3 2 ,（T= 723K，Q = 1.5kg/h）,渗流特性与温度之间的关系,P=22.7MPa，Q = 2.0kg/h,P=23.1MPa，Q = 3.0kg/h, = 1 2 3 2 + 1 3 2 ,报告提纲,研究背景实验装置与方法实验结果与讨论结论与展望,获得了多孔介质中超临界水渗流压降特性变化规律 经过对实验数据的分析处理，得到了超临界水超临界水通过多孔介质的压降计算公式，修正后的Ergun计算公式：,结 论,展望分布板,分布板是流化床部件中非常重要的部件，是决定流化床能否成功并且稳定运行及高效煤制氢的关键。,10000倍视野下煤颗粒在超临界水 中气化的中间产物电镜图,煤自身的多孔结构,煤自身的丰富的孔结构，孔隙结构采用分形维数和孔隙率等表征 在气化过程中挥发份、水分的析出也会造成多孔结构,展望煤气化,感谢各位专家,欢迎批评指正！,
