内循环流化床气泡运动特性的可视化研究

城市固体废弃物焚烧过程中采用非均匀布风的内循环流化床，这种内循环流化床有其独有的特点，使用非均匀布风实现床料颗粒的大尺度回旋流动，内循环流化床气中气汽的运动特性直接影响着床料的回旋流动及床料的混合，因此，有必要研究内循环流化床中气泡的运动。该文采用可视化的方法研究气泡的运动轨迹及运动速度。     

内旋流流化床内颗粒运动规律的试验与数值研究

通过冷态试验与数值模拟研究了不同布风下装有∧字型布风板的内旋流流化床的流动特性,并进行了对比.气固两相数值模拟结果表明,固相流场产生了大尺度旋流,而且与试验观察到的现象相似.对固相颗粒速度分析表明非均匀布风使内旋流流化床的底部和顶部产生了气、固两相强烈的横向和纵向运动.相比较来说,对称的非均匀布风扩散能力要比均匀布风的扩散能力强.     

灰粘熔排渣技术在内循环流化床垃圾焚烧中的应用

提出将粘熔排渣技术应用于内循环流化床垃圾焚烧处理.从垃圾灰渣化学组分等角度分析其必要性和可行性.采用树脂颗粒作为床料,微晶蜡颗粒为低熔点物质,在非均匀布风内循环流化床内进行热态团聚模拟试验.试验表明：床内温度分区、团聚过程区域化是灰粘熔排渣技术的重要保证,内循环颗粒流动有利于排渣顺利进行,缩短粘性物质在床内的停留时间.图4表1参15     

非均匀布风流化床的DEM模拟

对二维非均匀布风流化床内的颗粒运动进行了数值模拟,用欧拉方法处理气相场的同时用拉格朗日方法处理离散颗粒场,直接跟踪颗粒场中的每个颗粒。模拟结果表明,非均匀布风流化床内存在颗粒的内循环运动,因此颗粒的混合特性优于均匀布风流化床。     

燃烧高水分低热值燃料的内旋流流化床燃烧技术研究

内旋流型流化床炉利用非均匀布风产生高温气－固两相旋流，使燃料在炉内运动、相互碰撞、干燥、破碎、燃烧，并可通过改变布风控制燃料加热与挥发份析出速率、燃烧温度与热负荷，适合多种高水分劣质煤及城市垃圾的洁净燃烧，是一种高效低污染流化床燃烧技术。本文研究该型燃烧器床内空气运动、燃烧、传热及排放规律，发展新型清洁燃烧技术。     

稠密气固两相流动过程模拟的改进模型与应用

提出了模拟稠密气固两相流动的改进模型。湍流流场采用改进的k-ε-εe模型，颗粒的聚合效应采用聚合力的当量直径折算模型计算。将颗粒团作为离散相，研究颗粒团的运动、碰撞、破碎与合并。应用上述模型数值模拟了循环流化床内的稠密气固两相流动。得到了床内气相速度、颗粒团分布、颗粒浓度分布及颗粒团大小分布等详细两相流场信息。计算结果合理，与前人实验结果相符。模拟结果详细揭示了循环流化床内稠密气固两相流动的基本特征。图8表2参8     

内循环流化床垃圾焚烧炉的研究及进展

对我国城市垃圾的处理现状和处置方式进行综述,重点介绍内循环流化床垃圾焚烧炉的工作原理和特点,提出非均匀布风内循环流化床垃圾焚烧锅炉比较适合于我国城市垃圾的焚烧处置。     

内旋流流化床内颗粒流动特性的数值模拟研究

利用欧拉双流体模型对内旋流流化床内固体颗粒的流动特性进行数值模拟,模拟结果表明:内旋流流化床内气泡主要产生于高速风侧;非均匀布风和布风板倾角对床内颗粒流动特性有影响;内旋流流化床具备良好的横向和纵向扩散特性,有利于床内物料的强烈混合;模拟结果与实验结果符合较好。     

流化床微观混合过程的定量评价

将离散单元法与计算流体力学相结合,对流化床内物料微观混合过程进行了研究.给出了在水平布风板均匀布风、倾斜布风板非均匀布风两种情况下的示踪颗粒场变化过程,并引入Ashton指数,以定量描述混合发展程度.模拟结果表明:在均匀布风情况下,床内气泡横向运动受到限制,横向混合以扩散方式为主;而对于非均匀布风流化床,床内存在较大的横向颗粒浓度梯度,初始阶段对流混合作用起主要作用,且混合速度较为迅速;随后局部剪切作用使混合进一步细化.     

流化床密相区流动特性的数值模拟

流化床内气固两相流动一直是实验研究和数值模拟的热点。基于Eulerian双流体模型,本文建立了流化床内的气固两相流动模型,采用FLUENT软件对流化床密相区两相流动特性、床内气泡的产生运动和爆裂等特性进行了数值模拟。模型中,将颗粒相看作是连续介质,建立与气相相同形式的数学模型;采用了离散介质动力理论,引入颗粒温度来描述固相粘性应力,并用气固曳力进行气固两相耦合。模拟得到了气泡产生、运动和爆裂的变化过程,与实验结果相一致。采用不同的曳力模型对流化床稠密两相流动进行了模拟,与Kuipers实验对比,结果表明采用Gidaspow曳力模型描述流化床稠密两相流动特性更准确。     

Characterizing particle dispersion by image analysis in ICFB

A new particle image technique was developed to analyze the dispersion of tracer particles in an internally circulating fluidized bed (ICFB). The movement course and the concentration distribution of tracer particles in the bed were imaged and the degree of inhomogeneity of tracer particles was analyzed. The lateral and axial dispersion coefficients of particles were calculated for various zones in ICFB. Results indicate that the lateral diffusion coefficient in the fluidized bed with uneven air distribution is significantly higher than that in uniform bubbling beds with even air distribution. The dispersion coefficients are different along bed length and height.     

循环流化床多联供试验台的冷态试验研究

建立了一个循环流化床与移动床结合的多联供冷态试验台,提升管直径为400mm、高度为6 m,移动床直径为476 mm、高度为2 m,在循环床与移动床之间用气动分配循环物料的流率;进行了物料分配试验和大颗粒移动试验,根据试验结果完善了这个循环流化床多联供冷态试验台,试验为热态试验台的设计提供了一些经验.     

内循环流化床垃圾焚烧炉灰粘熔排渣的试验研究

将灰粘熔排渣技术与内循环流化床相结合来焚烧生活垃圾,不仅有利于城市生活垃圾中大块不可燃物的排出,同时还能对焚烧灰渣作进一步的减容.因此,在1个内循环流化床燃烧试验台上进行了以煤为燃料的热态试验.结果表明,非均匀布风是实现连续粘熔排渣的必要条件,同时还必须严格控制炉膛密相区的温度.     

复合床式低倍率循环流化床锅炉的研制开发

本文全面分析了较高循环倍率循环流化床锅炉所存在的技术问题,提出采用设计经验成熟、运行稳定可靠、热效率高、电耗低的低循环倍率循环流化床锅炉技术来实现循环流化床锅炉的大型化的新技术思想,并据此研制开发出复合床式低倍率循环流化床锅炉新技术。通过介绍和分析复合床式低倍率循环流化床锅炉的技术原理及技术特点,展示新炉型所具有的锅炉主要部件的灵活布置方式,为循环流化床锅炉的大型化指出了新的发展方向。     

不同形式的循环流化床生物质气化炉

循环流化床生物质气化炉相比固定床生物质气化炉有许多优点,更适用于工业化生产,目前在生物质气化领域应用的循环流化床主要有外循环流化床,内循环流化床和双流化床。介绍了这几种循环流化床气化设备的典型结构和研究进展,并对其各类循环流化床气化装置的特点做出了分析和讨论。     

Thermochemical two-step water splitting by internally circulating fluidized bed of NiFe2O4 particles: Successive reaction of thermal-reduction and water-decomposition steps

Thermochemical two-step water splitting using a redox system of iron-based oxides or ferrites is a promising process for producing hydrogen without CO₂ emission by the use of high-temperature solar heat as an energy source and water as a chemical source. In this study, thermochemical hydrogen production by two-step water splitting was demonstrated on a laboratory scale by using a single reactor of an internally circulating fluidized bed. This involved the successive reactions of thermal-reduction (T-R) and water-decomposition (W-D). The internally circulating fluidized bed was exposed to simulated solar light from Xe lamps with an input power of 2.4-2.6 kW_th for the T-R step and 1.6-1.7 kW_th for the subsequent W-D step. The feed gas was switched from an inert gas (N₂) in the T-R step to a gas mixture of N₂ and steam in the W-D step. NiFe₂O₄/m-ZrO₂ and unsupported NiFe₂O₄ particles were tested as a fluidized bed of reacting particles, and the production rate and productivity of hydrogen and the reactivity of reacting particles were examined.     

循环流化床烟气脱硫气固两相流动特性的试验研究

采用三准则相似理论设计了循环流化床烟气脱硫气固两相流动试验台.通过对循环流化床脱硫反应器试验装置内沿高度方向阻力分布和不同高度截面上局部颗粒质量通量的测量,详细地研究了脱硫反应器内气固两相流动规律和内循环特性.结果表明:脱硫反应器阻力主要集中在文丘里管段,而且随着循环物料量和气体流量的增加,系统阻力显著增加;脱硫反应器内气固两相流动呈典型的环核流动结构,边壁下降流颗粒浓度高,中心区域上升流颗粒浓度低,且固体质量回流比率随着脱硫反应器高度的上升而下降.研究结果为循环流化床烟气脱硫系统的设计与放大提供了依据.     

垃圾炉内大颗粒运动特性的可视化实验研究

建立了冷态可视化实验台,研究床速、颗粒密度、颗粒尺寸等因素对大颗粒在循环流化床内运动特性的影响,得到了多种情况下的颗粒轨迹图,定性地表征了大颗粒在密相区中的运动规律。