工艺条件对费托铁基催化剂气固流化特性的影响

传统上浆态床费托合成铁基催化剂主要采用浆态床反应器进行还原,之后转移至费托合成反应器中进行反应。随着费托合成反应器规模的扩大,配套的浆态床还原技术显现出了生产能力小,还原周期长等不足。通过对费托合成铁基催化剂气固流化特性进行研究,开发产能大、还原周期短的气固流化床还原技术能够显著提高费托合成装置的经济效益。在分析了费托铁基催化剂物性参数的基础上,利用氢气和氮气的混合气模拟还原合成气,在能够升温加压的不锈钢气固流化床反应器内,研究了工艺条件对催化剂气固流化特性的影响,包括温度、压力条件对床层压差脉动幅值的影响,温度、表观气速对反应器床层内气固分布的影响,并结合数值模拟揭示了加压条件下表观气速和温度条件对反应器床层轴向和径向的颗粒体积分数分布、径向颗粒速度分布的影响规律,获得了加压条件下床层从鼓泡流化态到湍动流化态的转变速度并与常压结果进行了对比。实验结果表明,压力增加能够降低床层压差脉动幅值;床层气固分布变化规律及关联计算结果表明在3.0 MPa条件下床层由鼓泡流化态转变为湍动流化态的气速为0.26 m/s。床层不同高度的径向模拟结果表明,在不同表观气速下,反应器内颗粒体积分数都沿径向呈...     

空气重介质流化床中细粒煤的流化与分选特性

3~1 mm粒级细粒煤介于煤粉与传统空气重介质流化床分选所适用的粒度之间,其在空气重介质流化床中被分选的同时对自身分选与流化特性产生重要影响。利用高速动态摄影等手段详细研究了空气重介质流化床分选3~1 mm细粒煤过程中不同流化数下床层的流化特性、压降波动、煤粒分离混合规律以及流化床中不同高度处的密度分布,阐释了气泡在分选过程中的作用机理。结果表明,加入一定量细粒煤后床层密度降低,流化效果发生了一定程度的改变。随着气速的增加,煤粒在流化床中先后经历了分离与混合两种状态,流化床各高度的密度也随之改变。当流化数在1.8~2.0时煤粒达到较好的分离效果。随着气速增大煤粒受气流影响增大,不再严格按照流化床密度分离。     

空气重介质流化床高对流化特性影响

目前空气重介质流化床干法选煤技术已经逐步应用于工业中,为提高其分选精度,优化工艺参数,以流化床床层压降、起始流化气速、初始鼓泡气速和床层膨胀率为技术指标,研究流化床的流化特性,为现场工艺参数的优化和技术指标的选取提供理论依据。     

浓相气固高密度流化床内的气泡动力学行为特性

采用试验测量与数值模拟计算相结合的方法,对干法选煤采用的浓相气固高密度流化床内的气泡动力学行为进行研究。对影响床层稳定性和密度均匀分布的气泡尺寸与上升速度进行计算分析,结果表明：以Geldart B类高密度磁铁矿粉作为分选介质,在表观流化气速 1.5 U mf ≤ U ≤ 2.2 U mf的条件下,气泡沿床高方向与床体轴向的气泡平均直径分布为35 mm< D b <49 mm和 40 mm< D b <61 mm,气泡上升速度范围为40~65 cm/s,试验与模拟结果基本吻合;此时,流化床内各点的密度分布均匀稳定,密度分布标准偏差为0.016 8。因此,调节表观流化气速 1.5 U mf≤ U ≤2.2 U mf ,可以使气泡尺寸和上升速度都保持在合理的范围内,流化床处于最有利于煤炭分选的准散式流态化,分选效果最好。     

底部粗重颗粒层对流化床流化特性的影响

研究床层底部粗重颗粒层对气固流化床流化特性的影响。以0~0.300 mm磁铁矿粉为加重质,不同粒度的玻璃球模拟粗重颗粒层,对比不同粗重颗粒层条件下的床层流化特性、压降变化特性。结果表明:底部粗重颗粒层堆积会减小流化床的临界流化气速,使床层提前进入稳定流化状态,影响流化床的分层特性。当玻璃球粒度为12 mm,层数为2层,流化床的分层作用最弱,床层的垂直压降波动标准差为2.55 Pa,流化效果良好。     

水介质流化床流场数值计算模型的选择

简述了水介质流化床分选粗煤泥的研究现状,通过计算流体力学的基本方程与不同的计算模型,理论分析了流化床内部流场特点,在相同边界情况下采用层流模型、标准的湍流模型、可实现的湍流模型对水介质流化床进行了数值模拟,通过理论分析、数值模拟和试验验证得出了适合水介质流化床数值模拟的计算模型是层流模型和可实现的湍流模型。     

内部构件对空气重介质流化床流化特性的影响

 基于内部构件的作用机理，设计利用挡网作为流化床中的内部构件，并就其对于空气重介质流化床流化特性可能带来的影响规律进行研究。试验表明，挡网能够调节空气重介质流化床的分选密度以及床层的空隙率，使得床层的压降波动变得缓和，在流化状态下密度波动方差可降到0.63×10-2以下，这对于流化床流化特性的提高具有促进的作用。     

空气重介质流化床分选特性的研究

介绍了影响流化床分选效果的因素,根据5种加重质的起始流化速度,确定适合分选的流化气速,利用示重块进行分选实验,在床内不同气速下分选90 s,分析对比其分配曲线,得出加重质E在气速3.88 cm/s时的E_p=0.08,此时床层密度接近分选密度,均匀性和稳定性较好,分选效果较好。     

甲醇制烯烃固定流化床反应器设计

甲醇制烯烃成型催化剂开发需采用固定流化床反应器对催化性能进行评价.在确定操作条件(反应温度为450℃、压力为0.12MPa)和反应器内催化剂密相段直径(63mm)的情况下,计算了反应器操作气速、催化剂装填量、反应器高度、扩大段直径等设备主体尺寸,说明了气体分布器、气固分离和催化剂加卸料口的设置.固定流化床的试验结果将用于甲醇制烯烃成型催化剂的筛选,并为工艺参数优化提供依据.     

重介质液固流化床粗煤泥分选效果研究

分析了传统液固流化床对粗煤泥分选的局限性,介绍了重介质液固流化床理论,指出可以通过提高悬浮液的密度来提高分选效果。对重介质液固流化床的流化特性进行研究,考察了不同容积浓度及上升水速时床层内部的流化特性,研究发现0.045~0.074mm做为主导粒级的磁铁矿粉在流化床内部分布最为均匀稳定,有利于物料分选。利用普通液固流化床及重介质液固流化床对煤样开展对比试验,并对数据进行了分析后发现,与传统液固流化床相比重介质液固流化床分选所得精煤灰分降低了0.98%,尾煤灰分提高了6.55%,分选效果得到明显改善。     

空气重介质脉动流化床流化特性研究

为研究脉动流化床的流化效果,对不同脉动气流参数条件下脉动流化床和传统流化床的流化特性进行了对比试验,并分别对流化曲线、流化床床层压降以及床层中心点密度波动进行了分析。结果表明,脉动流化床在临界流化状态时,床层压降变化平稳,流化曲线不会出现凸峰。脉动流化床中床层压降波动显著小于传统流化床,其床层密度的稳定性更高,相同流化数（流化床工作气流速度与起始流化速度的比值）时,脉动流化床具有更低的床层密度。     

基于数值模拟的旋流器圆锥角对分选效果的影响研究与应用

采用计算流体力学技术,结合重介质旋流器分选机理,对不同圆锥角结构参数条件下的重介质旋流器内部流场进行了仿真模拟研究,得出圆锥角对旋流器内速度场和压力场的影响规律:随着圆锥角度的增大,零轴速包络面的大小相应改变,增加了旋流器有效分选区域,旋流器内轴向速度与压强增大,分选密度提高,可有效控制矸石带煤情况。     

反向汉化床连续逆流离子交换技术（一）

常规（或称重力）流化床休,树脂在介质中所受的重力与介质的密度成反比,而反向（或称浮力）流化体系中,树脂在介质中所受的浮力与介质密度成正比。因此,反向流化床体系更适合高密度的介质。论述了反向流化床连续逆流离子交换设备研制的背景,体系流体力学参数的数学表达式以及体系中树脂流太化特性的试验研究结果。     

表面改性加重质的流化特性与分选特性

为提高空气重介质流化床对不同外在水分入选煤的适应性,对磁铁矿粉进行表面疏水改性是一条有效的途径。研究了表面改性对磁铁矿粉流化特性的影响,结果表明：表面改性提高了磁铁矿粉的最小流化速度,但对床层压降分布无显著影响;与改性前相比,床层密度更均一、稳定,有利于形成高质量的流化状态;随着入选煤的外在水分的逐渐提高,对改性前后的磁铁矿粉流化特性都有影响,表面改性使入选煤的外在水分上限从2%提高到4%,并且在水分含量为4%时仍然保持较好的流化状态。以改性磁铁矿粉作为加重质,形成的流化床具有良好的分选性能,分选试验结果表明,入选煤外在水分为3%时,分选密度为1.55和1.82 g/cm³时,可能偏差E值均为0.075。     

振动流化床流化特性与细粒煤分选研究

研究了振动能量(振幅)对重介质流化床流化及分选特性的影响。分析了主要流化参数的变化规律,试验结果表明,当床体气速固定时,在一定范围内随着振动强度的增加,床体整体流化质量得到有效改善、1~6 mm级细粒煤可能偏差E达到0.08 g/cm~3,精煤产率γ_c达到54.65%,使原煤得到了很好的分选。     

二元加重质振动流化床的流化及分选特性研究

将振动能量引入到二元加重质气固流化床中,将一定粒度组成的磁铁矿粉和石英砂按照不同质量配比形成的混合物作为加重质,对床层进行流化及分选特性研究。研究了二元加重质振动流化床的流化特性,并在不同流化气速、振动强度、加重质配比条件下,对6~3mm、3~1 mm两个粒级细粒煤进行分选试验,确定了最优试验参数。试验结果表明,临界流化气速随石英砂质量配比增大而减小。当气速为7.37 cm/s时,床层稳定性良好,压降标准差为4.08 Pa;在最佳试验条件下,对6~3 mm和3~1 mm两种粒级煤样分别进行分选试验,分选精度(可能偏差值E_p)分别达到0.09 g/cm~3和0.13 g/cm~3,分选效果良好。     

基于Euler-Euler模型的空气重介质流化床密度分布特性

以Geldart B类磁铁矿粉为主体加重质,采用试验测量与基于Euler-Euler多相流模型的数值计算相结合的方法,考察流化床沿床层高度方向和轴向的密度分布特性。结果表明：当操作气速控制在1.50 U mf ≤ U ≤2.20 U mf时,床层密度沿床层高度方向与轴向位置的分布范围分别为1.95~2.10 g/cm3与2.00~2.10 g/cm3,两者的密度标准差均小于0.20 g/cm3。其中,轴向密度稳定性要高于床高方向密度稳定性,因此在实际分选过程中要侧重保持沿床高方向的密度波动性最小,进而提高流化床三维空间内的密度均匀稳定性,试验测量与数值模拟结果基本吻合。     

煤系高岭土的流态化煅烧冷态试验研究

通过在直径120mm,高度为2500mm的有机玻璃循环流化床内的冷态试验,确定了高岭土颗粒的类别,最小流化风速,操作气速对流化质量的影响关系,回料器正常工作时流化风、松动风、侧吹风的工作范围,为热态试验提供参数依据。     

空气重介质流化床黏度的测量研究

为了测量空气重介质流化床的床层黏度,采用高速摄像机拍摄小球在空气重介质流化床中的下落过程,计算小球沉降末速,通过Schiller和Naumann曳力公式和小球运动方程计算床层黏度。结果表明:低流化数下,床层黏度高,高流化数下,空气重介质流化床黏度趋于恒定值;在0.3~0.15 mm为主的粗粒级磁铁矿中,床层黏度稳定值约为0.56 Pa·s,在0.15~0.074 mm为主的的细粒级磁铁矿中,床层黏度稳定值约为0.45 Pa·s;床层中加入煤粉后,床层的密度下降,床层黏度总体增加,当煤粉含量超过10%时,床层黏度急剧增加。     

悬浮磁化焙烧炉四室还原腔气固流动特性试验研究

四室还原腔是悬浮磁化焙烧炉的核心部件,为探明四室还原腔内气固流动特性规律,搭建了四室还原 腔冷态试验系统,探究了流化风速、松动风速和给料速率对流化室内气固流动特性的影响规律。 结果表明,随着流化 风速、松动风速的增大,流化室内床层同一高度处,压强呈减小趋势;随着给料速率的增大,流化室内床层同一高度处, 压强呈增大趋势。 在不同操作条件下,流化室内颗粒浓度分布区间为 0. 40~ 0. 54,沿轴向均呈“ S”型分布。 床层同一 高度处颗粒浓度随着流化风速和松动风速的增大而减小,颗粒浓度随着给料速率的增大而提高。 研究结果对悬浮焙 烧炉四室还原腔的结构优化和参数调控具有一定的参考价值。