高温悬浮态气固反应试验台的开发与应用

开发的高温、悬浮态气固反应试验台，是目前国内较先进的气固反应动力学试验装置，它能够比较接近生产实际状况地对各种粉体物料进行悬浮态气固反应动力学研究，所得规律可用来定量地指导工业反应器的设计和操作。     

稀相输送床中气固两相运动及换热特征

本文针对输送床颗粒加速段气固两相对流换热系数和温度都连续变化的实际,建立了毕渥准数小于0.1时的群颗粒非稳态对流换热数学模型,可求解气固有效换热时间,结合颗粒运动方程,能确定出有效换热管的高度。数学模型的理论计算、热模试验及现场实测均表明,水泥生料粉和高温气流的换热主要发生在加速段的起始区,其距离不超过20厘米,时间不大于0.03秒。强调降低各级预热器输送管的长度,增加预热器的级数,是提高热效率的重要途径。     

喷旋管道式分解炉内燃烧、分解过程的CFD模拟

针对水泥分解炉内煤粉燃烧、生料颗粒分解过程共存的特点,提出了相应的计算模型与方法,以CFX4为基础,采用用户软件,二次开发出模拟该现象的工程计算软件,并以工业化中实际使用的5 500 t/d的喷旋管道分解炉为对象,计算分析了炉内的煤粉燃烧、生料分解率在空间上的变化规律,探讨了炉内的湍流速度场及高温火焰燃烧区域、空气组分、颗粒体积浓度等的空间分布特征,指出了进一步优化的方向。     

SLC分解炉内燃烧、分解的数值模拟研究

运用气、固无滑移流动模型及燃烧、分解的化学反应方程组，数值模拟了ＳＬＣ型分解炉内的气－固流动场、温度场、颗粒浓度场及气体组份场，开发出通用计算软件。数值预估的温度场与实验较为吻合。结果表明，当炉内粉体充分分散时，从入口至１．１０～１．５０的范围内，将有８０％以上的煤燃烧尽及生料分解。并分析了炉内的热态性能。     

SLC-S分解炉气固两相运动规律研究

通过系统测定分解炉内气体三维流场、分解炉阻力特性和物料停留时间分布等试验研究，结合华新水泥厂煤质研究结果，以及同其它分解炉型的对比，全面地探讨了SLC—S分解炉内气固两相运动的基本规律．研究表明，SLC—S分解炉的气体流场具有明显的受限喷腾床的特征，利于物料的分散，从而保证了物料停留时间的有效性．但由于缺少必要的横向混合，使得分解炉的容积利用率明显过低．鹅颈管虽能延长物料停留时间，但由于内部物料基本是柱塞流，料气停留时间比值很低，更降低了分解炉整体的空间利用效率。     

利用光纤仪测定水泥生料悬浮体浓度的新方法

粉体浓度是硅酸盐热工过程及气固两相运动中的重要参数之一。在各类水泥悬浮预热器内部,料粉处于复杂的三维气体流场中,气固两相呈现稀相悬浮态,使得测定粉体浓度十分困难,长期以来,没能研究出简易而又灵敏的测试方法。光导纤维作为七十年代初发展起来的光学传感器开始用于测量技术中,上海化工研究院千1983年研制GQY型光纤测定仪是根据悬浮在气相中的固相颗粒对光束具有瑞利散射现象的原理进行设计的,其结构是将发射光的光纤和接收光的光纤组成光缆,安装在直径φ6毫米的不锈钢管内,光纤直径为15微米,股数为5000根,光缆端面磨光并加装石英玻璃窗口加以保护。光纤仪测试粉体浓度场的装置原理见     

喷煤燃烧器煤粉燃烧过程的数值模拟研究

采用ＣＦＤ（ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｆｌｏｗ ｄｙｎａｍｉｃ）方法,研究并开发了喷煤燃烧过程的数值模拟应用软件。运用该软件预测的煤粉燃烧的温度分布场、主体气体组分分布场与实际燃烧过程相吻合,相对误差小于０％,该模拟软件是进行燃烧工程研究的重要分析工具。     

窑内多通道喷煤燃烧器的旋转射流场的数值模拟

以气流湍流运动的偏微分方程组为基础,数值模拟研究了多通道喷煤旋流燃烧器在回转窑内形成的湍流场,由于采用ｋ－ε双方程湍流模型模拟旋转湍流场尚存在不足,本文通过对湍流耗散率方程修正的方法,开发出了能预测多通道喷煤燃烧器旋转射流湍流场的数值模拟软件,其预测结果与热线实测值吻合较好。     

离线型分解炉内燃烧气氛对碳酸钙分解的影响

在燃烧与分解反应动力学方程的基础上,结合工厂实际的操作参数,定量分析了分解炉内燃烧气氛对碳酸钙分解反应的影响程度,为进一步探讨分解炉内燃烧与分解反应提供了理论参考。