安徽工業大學崔平獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉安徽工業大學申請的專利一種利用COMSOL Multiphysics軟件優化干熄焦循環風量的方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN115374563B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-15發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202211036616.5,技術領域涉及:G06F30/17;該發明授權一種利用COMSOL Multiphysics軟件優化干熄焦循環風量的方法是由崔平;王志昊;許明;劉欣明;孫業新;周建峰;凌強;雷昭;趙志剛設計研發完成,并于2022-08-29向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種利用COMSOL Multiphysics軟件優化干熄焦循環風量的方法在說明書摘要公布了:本發明公開了一種利用COMSOLMultiphysics軟件優化干熄焦循環風量的方法,屬于優化干熄焦循環風量技術領域,包括以下步驟:首先通過焦化廠干熄爐實際生產測量獲得的數據;然后建立目標干熄爐模型,確立模擬工況;通過軟件分析干熄爐爐內流場、溫度場和反應場,研究正常生產下干熄爐爐內的壓力、溫度和化學反應的分布。本發明提出的一種利用COMSOLMultiphysics軟件優化干熄焦循環風量的方法,通過將現場采集的數據和COMSOLMultiphysics軟件模擬相結合,模擬干熄爐內物料流動、氣固對流傳熱和氣固反應,究其內部壓力場、溫度場以及反應場的分布,同時研究不同循環風量對干熄爐內傳熱和焦炭燒損的影響,提出一個適合目標干熄爐的循環風量優化工況。
本發明授權一種利用COMSOL Multiphysics軟件優化干熄焦循環風量的方法在權利要求書中公布了:1.一種利用COMSOLMultiphysics軟件優化干熄焦循環風量的方法,其特征在于:包括以下步驟: S1:對正在穩定運行的干熄焦為研究對象,測定與分析干熄焦系統的運行參數、干熄焦的燒損率,獲得干熄爐實際生產數據和干熄爐結構; S2:模型假設:干熄爐可以看作是焦塊堆積形成的填料床反應器,忽略焦炭本身繁復雜亂的微小孔隙,以堆積孔隙作為多孔介質的孔隙率,將焦炭層看作均勻的多孔介質,從宏觀角度研究它的傳熱和反應問題; 因此,做出以下假設: (1)干熄爐內的焦炭為均勻的多孔介質,具有各向同性; (2)忽略焦炭本身孔隙,以焦炭的堆積孔隙為主,將其看作成一個整體; (3)焦炭本身溫度均勻,忽略其高溫形變; (4)傳熱以氣固對流傳熱為主,包含化學反應熱,忽略輻射傳熱,外部壁面皆作絕熱壁面處理; (5)忽略干熄爐的周期加料,只計算一個周期內地傳熱和焦炭燒損反應; (6)干熄爐各個操作參數恒定,無波動; S3:采用COMSOLMultiphysics對二維干熄爐模型的計算域建立幾何模型,忽略斜道和環形風道的具體結構,以預存段和冷卻段為主,用氮氣作為填充材料,冷卻段和預存段歸為多孔介質域,以焦炭作為填充材料; S4:模型網格化; S5:模型驗證:利用現場實測數據與干熄爐模擬結果相對比的方法驗證干熄爐模型的準確性,對比數據包括排焦溫度、出口氣體溫度、預存室下段壓力以及出口CO、CO2濃度; S6:對不同循環風量下的干熄爐內物料流動、氣固對流傳熱和氣固反應進行分析,對計算結果的干熄爐流場、溫度場和反應場進行分析,研究正常生產下干熄爐爐內的壓力、溫度和化學反應的分布,干熄爐內的壓力分布呈現中間高,兩邊低的分布,冷卻室上部和預存室呈現微負壓狀態; 干熄爐內氣流速度在干熄爐入口處和斜道入口處較大,在冷卻室內較為均勻,其中冷卻室中部氣流速度要略低于周邊,更多的氣流從干熄爐的四周向上擴散進入斜道中; 干熄爐內的溫度呈現中間高,四周低的分布,冷卻室下段接近入口風溫,上段則很高有明顯的溫度分界; 焦炭的燃燒反應在溫度較低的冷卻室下段就已發生,焦炭的水煤氣反應和溶損反應發生在溫度較高的冷卻室上段,冷卻室內地焦炭反應不斷產生CO,其濃度變化可以反映冷卻室內的焦炭燒損。
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