循环床锅炉炉膛压降及轴向固体浓度的计算

本文提出了循环流化床锅炉炉膛的轴向压力及固体浓度分布的计算式。当给出表观气、循环固体流率以及颗粒性质时，可准确地预测炉膛压降与轴向固体浓度分布，为炉膛设计提供了计算依据。     

水平管内液固流化床颗粒分布

在水平管液固循环流化床的实验装置上,利用CCD图像采集与处理系统对不同操作条件下惰性固体颗粒在管中的浓度分布进行了测量。利用浓度分布不均匀度的概念,定量地描述浓度分布的不均匀程度。在此基础上,提出了颗粒浓度分布的经验计算式。     

循环流化床内固体颗粒对受热面的磨损及降磨措施

<正> 一、概述循环流化床锅炉中,固体颗粒对受热面的磨损是一个十分重要的问题。目前国外投运的循环流化床锅炉,由于设计不合理,有些锅炉产生了非常严重的磨损,大大降低了锅炉的运行安全性。因为在高循环倍率的循环流化床锅炉中,特别是在其固体颗粒循环回路中,固体颗粒浓度很高,如果不采取措施,会带来严重的磨损。在对循环流化床锅炉进行研究开发的同时,我们也对循环流化床内的受热面磨损以及防磨措施进行了研究。本文报告的是这方面的部分研究结果。     

循环流化床流体特性研究

在 D2 0 0 mm× 2 560 mm自制循环流化床上利用生石灰进行了流体特性研究 .实验结果表明 :固体颗粒循环速率和表观气速是影响压力分布的两个重要因素 .降低气速、提高颗粒循环速率 ,可以提高床内颗粒浓度 ,增加颗粒停留时间 .最后经无因次分析和实验数据拟合 ,分别得到了循环流化床压降和颗粒浓度沿床轴向分布经验关联式 .     

窄筛分颗粒气固流态化特性数值模拟研究

为更好地指导工业生产,了解不同粒径颗粒在气固流化床中的状态以及流化床中颗粒分布情况,针对气固流化床中窄筛分颗粒流态化特性进行数值模拟研究。通过流场模拟软件分析在相同流化床中不同粒径段的颗粒(46～80、106～113、185～221μm)和不同流化床进气速度条件下所能达到的体积分数和流化床层高度以及达到这一指标所需时间,并采用欧拉-欧拉模型和SIMPLE算法计算不同气速条件下的颗粒体积分数、速度分布。结果表明,在相同气速条件下,颗粒粒径增大,导致流化床内颗粒体积分数最高点与最低点的差距变大,颗粒分布不均匀性增加,同时床层整体高度下降,床层内颗粒密度上升,颗粒体积分数下降,流化效果降低;相同颗粒粒径情况下,增加气速可降低流化床内部颗粒的体积分数,增加气体与固体颗粒的接触面积,增强流化效果,但减少了流化床内部颗粒速度矢量分布达到均匀的时间,颗粒分布不均匀性更加明显。     

汽-液-固三相循环流化床蒸发器中固体颗粒浓度和速度的研究

应用电荷耦合器件CCD(charge coupled devise)测量和图像处理技术,定性和定量研究了热模汽-液-固三相自然循环流化床蒸发器中固体颗粒浓度和速度的轴、径向分布以及其随热通量、固体颗粒加入量等操作参数的变化规律。热通量的变化范围为2179.8W穖-2到6624.2W穖-2,固体颗粒的体积分率的变化范围为0.5%到2%。结果表明:在液-固两相区,固体颗粒浓度在轴向和径向的分布较为均匀;随着热通量的增加,加热管中固体颗粒的浓度逐渐降低,循环管中固体颗粒的浓度逐渐升高,并且两者均随固体颗粒加入量的增加而升高;固体颗粒的速度在轴向上较为接近,其在循环管中的速度高于在加热管中的速度,并且两者均随热通量的增加而升高;固体颗粒加入量对其速度有增强和阻碍两方面的作用。     

利用套管结构实现液固均匀分布

基于分支管路原理和液固流态化的性质,提出了一种用于多管液固循环流化床的组合式液固分布器.利用建立的小型冷态试验装置,考察了管束中的颗粒循环速率和固含率.试验结果表明,在多管循环液固流化床下管箱安装组合式分布器可以实现固体颗粒在管束中的均匀分配.     

基于混沌和人工神经网络方法建立计算气固循环流化床局部颗粒浓度时间序列的非线性模型

基于气固循环流化床是一混沌动力学系统,故采用了耦合混沌理论中的重构相空间方法与人工神经网络的非线性映射功能,建立起提取气固循环流化床颗粒浓度时间序列的非线性模型,并将此模型应用到f100mm×16m,FCC固体颗粒的上行气固循环流化床系统。 由模型产生的局部颗粒浓度时间序列与实验测得局部颗粒浓度时间序列的统计特性、功率谱及非线性动力学特征吻合较好。     

流化床夹带颗粒浓度轴向分布的研究

继φ500mm 流化床中的夹带研究之后,本工作在φ154mm 有机玻璃流化床中实验研究了 FCC 催化剂,DX 型苯酐催化剂和丙烯腈催化剂在稀相区夹带颗粒浓度的轴向分布规律。在 TPH 概念和前人工作的基础上,本工作提出了一修正夹带模型和“恒夹带出口高度”CEOH 的概念,并获得了多种条件下的稀相区颗粒浓度的统一关联式。     

三相流化床间歇操作中颗粒的混合与离析行为

在直径41 mm、高1500 mm的间歇操作三相流化床中对双组分固体颗粒的轴向浓度分布、混合和离析行为进行了实验研究. 实验所用固体混合物为密度相近、直径不同的大孔吸附树脂(H-103)与橡胶球. 采用多个百叶窗式金属网及床层膨胀法测量颗粒固含率及流化床气含率沿床层轴向的变化情况,借用描述液-固两相流化床的沉降-分散模型描述气-液-固三相流化床,并采用了Fan等的离析速度与床层高呈线性关系的假定. 实验结果证明,沉降-分散模型可以用来描述气-液-固三相流化床中的固体浓度分布,Fan等的假设是成立的.     

液固分布器的数值模拟和结构优化

流化床内液固两相流的均布问题一直是制约流化床发展的难点。本文采用颗粒动力学双流体模型来描述液固两相流，应用CFD方法模拟了二维液固流化床换热器下管箱中的流场流动特性，并用模拟手段优化了下管箱中液固分布器的结构参数。模拟结果与试验值吻合较好，模拟结果表明：在V型挡板角度小于滑落角的挡板型式下，多孔板的开孔率在35%左右，开孔直径大小在12mm左右时，下管箱中固含率的不均匀度最小，这种结构参数下液固分布器的分布效果最好。     

液固循环流化床两相流动模型

引　言流化床换热器具有防、除垢和强化传热等优点 ,在化工、食品、海水淡化、废水处理等领域具有广阔的应用前景[1].目前 ,流化床换热器历经散式流化床、内循环流化床 ,已发展到外循环流化床换热器[2 ],它要求在较稀的颗粒浓度 (颗粒浓度小于 5% )、较高的流速 ( 1～ 3ｍ·ｓ- 1)下操作 .流化床换热器中液体流动及颗粒运动状态的研究对流化床换热器的设计和操作具有重要意义 ,但人们对循环流化床换热器中颗粒运动情况的研究还很缺乏 .考虑到循环流化床换热器中的每根换热管都可作为一个独立的循环流化床对待[3].本文试图建立一滑移速度模型…     

液固循环流化床换热器中固体颗粒分布

利用CCD图像测量与数据处理系统对多管液固循环流化床换热器中的两相流动特性进行了研究。探讨了下管箱中的分布板结构对固体粒子的体积分数分布、固体粒子的速度分布,以及液固两相流压降的影响。实验结果表明:在循环流化床换热器进口段安装适当结构的多孔板分布器,即多孔板的面积小于床层截面积,且床中心处的遮挡面积大于边缘处的遮挡面积,可以有效地提高固相速度的均匀程度,在较高流速下,能较好地改善固体颗粒在管束中的不均匀分布。     

DISPERSION AND FLUCTUATION OF FLUIDIZED PARTICLES IN A LIQUID-SOLID FLUIDIZED BED

Axial dispersion coefficient and fluctuating frequency of fluidized particles have been determined in a liquid-solid fluidized bed by resorting to the relaxation method from the histograms of pressure fluctuation in the bed. Dependence of the axial dispersion coefficient and fluctuating frequency of fluidized particles on the liquid flow rate and particle size, and further on the bed porosity has been discussed. The axial dispersion coefficient and fluctuating frequency of particles have attained their maxima with increasing liquid flow rate and bed porosity, and those values increase with an increase in particle size under fully fluidized concitions. It also has been found that the axial dispersion coefficient shows its maximum at the liquid flow rate where the fluctuating frequency of particles reaches its maximum point.     

上流锥形亲和层析床的流动特性研究

为了分析流体在上流锥形亲和层析床中的复杂流动情况,运用二相流理论建立了上流锥形床中液固二相流模型,对上流锥形床中的流动状况进行了数值模拟。运用FLUENT计算软件求解模型,得到了上流锥形床中直观的流场分布。分析了入口流速、溶液质量浓度及锥角等参数变化对流场的影响。以吸附剂的利用率和蛋白质的回收率为衡量标准,研究了流体流动状态改变对吸附的影响。运用计算流体力学方法分析亲和层析过程,为新型亲和层析设备的开发提供了崭新的思路。     

脱硅中液固循环流化床清洁传热

考察了铝土矿熟料溶出粗液脱硅加热过程中的结垢行为,采用有机-无机复合材质的惰性固体颗粒研究了循环流化床对脱硅加热过程中硅渣结垢的清除及防止性能.结果表明：硅渣结垢曲线为具有诱导期的渐近式曲线,硅渣结垢机理为结晶结垢和微颗粒沉积结垢混合机理;循环流化床不仅能有效防止硅渣结垢的形成,而且能完全清除已有的硅渣垢层,硅渣结垢的清除速率随操作流速及固体颗粒浓度的增大而增大;惰性固体颗粒的引入不影响硅渣结垢的机理.根据液固流化床的防垢机理建立了结垢模型,其预报值与实验值吻合较好.     

液固和气液固微型流态化研究进展

在百年流态化的研究过程中,涉及到直径不同的流化床。但是,多以流化床的大型化为研究目标,对微型流化床及其本身特性的研究很少。作为专门处理固体颗粒的流态化单元过程,其装置的微型化将兼具微通道反应器和宏观流化床各自的优点,是流态化研究的重要方向。鉴于气固微型流化床已有全面的国内外进展综述,本文仅对液固和气液固微型流化床的国内外研究进展进行分析。结论性内容包括：液固微型流化床床径减小,壁面效应增强,最小流化液速实验值大于Ergun公式计算值;需对描述液固均匀膨胀流化规律的Richardson-Zaki方程加以修正。气液固微型流化床内存在4种典型流型：半流化、弹状流、分散鼓泡流和液体输送流;由于床径减小,出现半流化状态,依据压降表观液速关系曲线等无法确定最小流化液速;气液固微型流化床的反应性能得以有效提升;最后给出了进一步研究的方向,以期为后续研究提供参考。     

液固两相外循环流化床压力波动信号的统计及频谱分析

压力波动信号是表征流化床内流体运动特性的重要信息. 为了更好地了解液固外循环流化床内流体流动特征,在液固外循环流化床中,对床体壁面压力波动信号进行了时域、频域及自相关性分析. 结果表明,沿床体稳定流化段上的压力波动特征相似,流体流动和颗粒运动所引发的压力波动能量频带分别集中在0~10和30~40 Hz之间,压力波动的概率密度近似呈正态分布,液固两相外循环流化床中的压力波动信号介于周期信号和随机信号之间.     

循环流化床换热器中液固二相流的数值模拟

在循环流化床换热器的流体中加入固体粒子,可以对边界层有扰动作用,加快换热器中的传质与传热.对流化床换热器中的液固二相进行数值模拟,分别讨论了固体粒子对液体动量方程、k-ε方程及能量方程的影响,在单液相方程的基础上进行修正,建立了相应的液固二相流控制方程,确定了物理模型及边界条件.利用FLUENT进行数值计算,分别讨论了...     

AN EXPERIMENTAL STUDY OF LIQUID-PARTICLE FLOW IN CIRCULATING FLUIDIZED BED

A liquid-solid circulating fluidized bed (LSCFB) is operated at high liquid velocity, where particle entrainment is highly significant and between the conventional liquid fluidized bed and the dilute phase liquid transport regimes. LSCFB has potential applications in the fields of food processing, biochemical processing, and petrochemical and metallurgical processing. It is well known that the flow characteristics in a liquid-solid circulating fluidized bed are different from those of a conventional liquid-solid fluidized bed. The limited studies available in literature do not provide complete understanding of the flow structure in this typical regime.

In the present work, experiments were carried out in a 0.0762 m ID and 3 m height laboratory-scale liquid-solid circulating fluidized bed apparatus by using various solid particles and tap water as fluidizing medium. In the experimental setup, two distributors (specially designed) were used to monitor solid circulation rate in the riser. The effects of operating parameters, i.e., primary liquid flow rate in the riser (Up), solid circulation rate (G_s), and particle diameter (dp), were analyzed from the experimental data. Finally, a correlation was developed from the experimental data to estimate average solid holdup in the riser, and it was compared with present experimental and available data in the literature. They agree well with a maximum root-mean-square deviation of 7.83%.