新型循环流化床反应器研究进展

开发新型循环流化床反应器始终是流态化领域研究的热点。本文首先简介了循环流态化的基本原理以及床层内部流体动力学特性,然后从装置构型、操作工况、流动特性以及应用前景等方面综述了近年来新型循环流化床反应器技术的研究进展,并对其进行了系统分类:高密度循环流化床和循环湍动流化床在实现提升管增浓的基础上,极大地改善了流化床体系中明显的不均匀时空流动结构,但是各有弊端,例如高密度循环流化床(HDCFB)中颗粒沿径向混合有很大的梯度,循环湍动流化床(CTFB)中存在强烈的轴向返混以及颗粒停留时间较长,且两者整体偏低的颗粒浓度进一步限制了其在两段提升管催化裂解多产丙烯(TMP)等生产低碳烯烃工艺的应用;变径提升管反应器、内循环型提升管反应器以及多流型提升管反应器等新型反应器将提升管高效的气力输送特性与密相床内较高的颗粒浓度、高效的热质传递等优点相互耦合,在提升管内既能实现高密度输送又能形成均匀的流动结构,消除反应环境对产品分布的影响。最后指出,新型循环流化床的研究应从改善流动结构、发展优化组合技术以及建立统一流动模型3个方面着手。     

循环流化床反应器理论研究进展

对循环流化床数学模型的实验依据和理论依据进行了分析研究,在此基础上对现有的数学模型进行了简单的分类,并将一维轴向模型和环-核流动模型与研究者发表的实验数据进行了比较,讨论了模型间产生差异的原因。     

循环流化床锅炉数值模拟研究进展

对国内外研究者在CFB锅炉气固流动特性、炉内燃烧及污染物排放特性等不同实际问题开展的数值模拟研究进行了总结,主要对气固两相流、传热、煤颗粒燃烧和S、N污染物生成与控制几个部分的数值模型进行归纳整理,并将各部分模型与煤粉锅炉数值模型进行了比较.此外,从锅炉冷态数值模拟时的气固流动特性和热态数值模拟时的燃烧和污染物排放特性...     

循环流化床锅炉内石灰石脱硫研究进展

循环流化床（CFB）锅炉是燃用劣质煤的最佳设备，炉内石灰石脱硫具有操作简单、成本低等优势，但也存在脱硫效率不够高、石灰石利用率低等问题，在当前燃煤超净排放的背景下，有必要探索CFB内石灰石高效脱硫的理论和技术。本文综述了近年来石灰石脱硫研究的新进展，包括水蒸气对CaO硫化反应的影响及机理、石灰石同时煅烧硫化反应及模型等；介绍了近年来提出的改善炉内脱硫效果的方法，包括采用小粒径石灰石和吸收剂的活化等。着重介绍了石灰石同时煅烧/硫化反应新概念，阐述了CFB内石灰石可能无法完全热解的现象及原因，以及该反应的研究进展和需要继续开展的工作。介绍了CaO硫化反应模型的研究进展，并提出了石灰石同时煅烧硫化反应的随机孔模型，将石灰石煅烧、烧结和CaO硫化反应同时考虑在内，更精确地描述炉内石灰石反应的过程。指出研究者应重视炉内脱硫的真实反应过程，避免对CFB脱硫过程做过度简化，否则研究结论很难反映炉内脱硫的真实规律。     

并流下行式循环流化床研究进展

并流下行式循环流化床是一种具有气固接触效率高及轴相返混小等优点的反应器,有广阔的应用前景．本文从下行床结构、流动特性及传质３个方面回顾总结了近２０年来有关下行床反应器的研究成果,对进一步的研究提出了一些建议．     

半干法循环流化床脱硫反应器内构件研究进展

常规脱硫反应器存在着床内气固流动不均匀、脱硫剂利用效率低等问题。安装内构件可以破碎气泡和颗粒团聚,改善流化质量,强化脱硫反应器内的气固传质和反应过程,提高脱硫效率。本文介绍了近年来半干法循环流化床脱硫反应器内构件的研究现状,主要介绍了惯性式内构件、钝体式内构件、孔板式内构件、复合型内构件;阐述了各种内构件的形式及特点,其中惯性式内构件能够强化气固分离,但不能优化流场;钝体式内构件能够增强反应器内气固湍动程度,但对轴向混合影响不大;孔板式内构件能够均布流场,但易堵塞;复合内构件能够改善流化性能,强化气固接触,但床层压降较高。通过对装有不同内构件的循环流化床脱硫反应器中气固两相流动特点的分析,指明了各类内构件对流化床内气固流动的作用原理及优缺点,综合床层压降及颗粒浓度分布,并根据现有流化床脱硫反应器内构件特点提出了促进气固高效接触、降低床层压降等新型内构件的开发方向。     

循环流化床生物质直燃发电技术研究进展

循环流化床农林生物质直燃发电是农林生物质能源化利用的主要途径,在我国碳达峰和碳中和的战略目标下,产业发展将迎来更大的机遇,同时也面临更多的问题和挑战。为了促进循环流化床锅炉生物质发电产业的稳定、健康发展,调研了生物质直燃发电产业发展现状,梳理了循环流化床锅炉在生物质发电产业应用的技术优势,系统分析了生物质循环流化床锅炉的发展历程和关键技术突破。生物质直燃发电产业近年来在我国乃至世界范围内都得到了高速发展,“十三五”以来,我国生物质发电装机年均增长率约20.3%。循环流化床燃烧技术由于其特有的燃料适应性、较高的燃烧效率和较低的污染物排放,适用于生物质直燃发电,目前新建的生物质发电厂普遍采用高压和超高压参数循环流化床锅炉,部分先进机组带有一次再热循环。流态重构技术在生物质循环流化床锅炉上的应用,能大幅降低机组厂用电率,进一步提高锅炉效率;通过优化燃烧温度及风量配比,NO_x原始排放得到有效控制;针对生物质燃料碱金属含量高,易于结渣沾污的问题,通过优化对流受热面,控制燃烧温度,可以有效减缓受热面沾污堵塞等问题,锅炉可用率大幅提高。目前限制生物质发电产业发展的主要因素包括运...     

气固循环流化床全回路数值模拟研究进展

气固循环流化床具有良好的混合、传热、传质、反应特性,同时还具有处理量大、可连续生产等优点,在众多领域均有广泛应用。气固循环流化床是一个由多个单元连接组合形成的循环回路,各单元间相互耦合、相互影响。对整个循环流化床系统进行全回路数值模拟,不仅能够获得更全面和详实的结果,而且在揭示系统流动规律和探究各单元内、单元间、单元与系统间的相互作用上具有独特优势。近十年来,以气固循环流化床全系统为模拟对象的全回路数值模拟研究逐渐兴起。本文对气固循环流化床全回路数值模拟方法的研究进展进行综述,对该方法的应用情况进行详细介绍,并对方法中采用的模型及相应特点进行逐一分析。循环流化床全回路系统同时存在多种流态,有待于建立适用于全回路系统的多流态物理模型（气固曳力模型与固相应力模型）。随着计算能力的提高以及物理建模的不断发展,全回路模拟方法将不断完善并发挥出更大的作用。     

循环流化床焚烧炉中生活垃圾燃烧特性研究进展

总结了近年来国内外垃圾焚烧炉技术的研究与应用现状;介绍了几种循环流化床燃烧系统的结构特点及垃圾的燃烧特性;详细论述了生活垃圾和煤炭等基础燃料在流化床中燃烧特性的研究进展。     

循环流化床环-核流结构模型研究进展

循环流化床(CFB)反应器由于其良好的传质传热性能及操作的灵活性,广泛地应用于石油化工行业。文中就CFB反应器环核流结构模型的建模研究进展进行的总结;总结了CFB提升管反应器环核流结构模型中的充分发展段平均固含率、空隙率径向分布及边壁厚度(核半径预测)等相关数学模;此外对进一步的改进工作进行了展望。     

循环流化床锅炉仿真机模型研究

针对小型流化床机组的运行培训的需求,开发了热电联130T次高压循环流化床机组的仿真机。仿真机组研制采用了激励式的DCS仿真技术以及基于流体网络计算的流化床锅炉网格算法,提高了仿真的精度以及真实度。该仿真机已经应用于某集团热电厂的机组投运前培训项目,     

Bottom Bed in Circulating Fluidized Bed Combustor

Theoretical Foundations of Chemical Engineering - A bottom bed, similar to a heterogeneous fluidized bed, in a circulating fluidized bed combustor is considered. It is shown that the formation of...     

煤粉炉与循环流化床锅炉汞释放行为研究进展

燃煤电厂作为人为汞释放源之一,其对环境的影响日益受到人们的重视。煤粉锅炉和循环流化床锅炉是燃煤电厂应用较多的两种炉型。主要介绍了该两种炉型在燃煤过程中汞释放行为的研究进展。对于煤粉锅炉来说,大部分汞存在在烟气中,而只有少部分汞富集在飞灰,底渣和脱硫石膏中。而循环流化床锅炉的汞则主要富集在飞灰中,只有少部分汞富集在底渣中或烟气中。对任一炉型,锅炉的燃烧方式以及其配置的大气污染控制装置不同,可导致汞在燃烧产物中的再分配比例不同;同时,飞灰对汞有一定的吸附作用,且粒径越小、含碳量越高及停留时间越长越有利于飞灰对汞的吸附。     

二维三相循环流化床液体停留时间分布的研究

用脉冲示踪法对二维三相循环流化床液体停留时间分布(RTD)进行了测定。在气速2～3m／s,液体循环量0～0．35m^3／h,固体循环量1．5～1．75g／s的范围内测得的液体停留时间分布曲线均有明显的3峰分布。其中前两峰分布是由于提升管中颗粒与液体之间和液体与气体之间共同作用改变了液体轴向速度分散程度的结果。第三个峰的分布是由于液体进入循环仓循环后在出口处检测的RTD曲线,并且提出一维两组分扩散物理叠加模型,模型的预测结果与实验获锝的RTD曲线平均误差小于5％,可较好地描述提升管中液体停留时间分布曲线。     

循环流化床锅炉冷态实验

为将循环流化床锅炉应用于煅烧磷石膏,在中试循环流化床锅炉上进行冷态实验,得出了临界流化速度,循环倍率,并对实验过程中出现的问题进行分析说明。     

搅拌流化床的研究与应用

传统流化床中引入搅拌构件具有促进流态化、强化传热、防止颗粒粘结结块等优点,在干燥、造粒、聚合等物理及化学过程显示出优越性,工业应用前景广阔。搅拌桨形式、搅拌转速等操作条件对流化特性和传热过程影响显著,计算流体力学模拟可以为搅拌流化床的设计放大和过程强化提供依据。     

Fluidization Characteristics of Circulating Fluidized Bed Boilers

The fluidization in the furnace of circulating fluidized bed (CFB) boilers is described. Data have been obtained from a 12 MW_th CFB boiler and from literature. The bottom bed is bubbling rather than fast or turbulently fluidized as is often assumed. There is an extended splash zone above this bed, in which particles are thrown up by the bubbles and fall back onto the bottom bed. Other particles are carried further into the transport zone, initially as a saturated gas flow, but some particles move into the wall layers and the density decays towards the exit. The density of the transport zone is low, and the circulation rate is relatively seen small. Therefore, this flow is in a state of dilute-phase transport and not in the fast fluidization regime, such as is often claimed.     

循环流化床流动数学模型综述

综述了有关循环流化床内气固两相流动的数学模型,包括欧拉坐标系下的两相流体模型以及近年来兴起的颗粒动力学双流体模型、基于拉格朗日坐标下的颗粒轨道模型、被很多学者应用的“小室模型”等,对由这些基本模型发展出的更新的一些模型进行了分类,并比较了其各自优缺点,提出了可能的发展方向。     

流化床甲醇制汽油的研究进展

由于石油类资源的使用紧张以及醇类资源的相对过剩,甲醇制汽油工艺作为一个很有前景的研究方向而更加引人关注,流化床甲醇制汽油工艺相比于固定床工艺具有产物收率高,汽油品质优良等特点。主要介绍了使用流化床甲醇制汽油工艺的反应机理,催化剂的几种改性方式以及改性之后对于产物的影响,同时阐述了流化床工艺与固定床工艺的不同之处。