浅层流态化

随着流化床结构及局部性能研究的深入,流化床已不再被看作浑然一体了。研究发现,分布板附近的区域(分布板区)以及浓相床层以上的区域(稀相区)与床层主体(鼓泡区)有许多不同。特别是分布板区越来越受到研究者的重视。这不仅因为分布板是影响流化床均匀性和稳定性的重要构件,又是气泡的发源地,它的结构决定了气泡的最     

采用凝聚函数法进行气-固流化床轴向区域划分

本文采用床层压力脉动测试技术,通过凝聚函数法进行分析,对流化床气泡上升过程的变化规律进行了研究。表明气-固流化床浓相段沿床高可划分为三个区域,即初始气泡生成聚并区,气泡相对稳定区和气泡崩破区。并对操作条件,颗粒物性及床层结构因素,对于划分区域的影响进行了探索     

采用床层塌落技术测量气-固流化床浓相空隙率

采用切断流化床气源,并跟踪测量床面塌落速度的方法,可以测得浓相空隙率.当分布板下方气体预分布空间(简称风箱)中,多余的气体必须通过床层排放时,往往就做不到骤然切断气流,本文对这一问题造成的影响进行了实验检验.     

流化床中侧向射流穿透深度的研究

流化床中侧向射流穿透深度的研究李海滨，王洋，张海生（中国科学院山西煤炭化学研究所，太原０３０００１）关键词：流化床，侧向射流，穿透深度１前言气固流化床反应器中，分布板起着气体分布和支持床层物料的作用，分布板区是气体与所处理固体接触最强的区域，在氧化反...     

振动流化床中流动结构的混沌分析

在内径90mm、静床高800mm的高床层流化床中,用动态压力传感器检测了不同气速条件下普通流化床和振动流化床中沿轴向的压力脉动信号,通过小波变换对信号除噪后,用混沌理论对信号进行了分析.通过关联维数和Kolmogorov熵定量表征振动流化床中的流动结构特征.结果表明:压力脉动信号的关联维数和Kolmogorov熵能够描述振动流化床中的流化状态;振动流化床中床层的流动结构存在两个区,在近分布板区域为射流区,床层主体部分为均匀流化区.     

空气重介质流化床流化特性及密度梯度分布研究

为实现物料的有效分选,以磁铁矿粉和玻璃微粉为混合加重质,研究了混合加重质的流化特性及空气重介质流化床床层密度梯度分布情况。结果表明:空气重介质流化床形成了均匀稳定的流化状态,当流化气速大于7.10 cm/s后,床层压降基本维持在510 Pa,床层密度基本不变,为1.71~1.74 g/cm3。当流化气速为7.95 cm/s时,流化床内气泡直径为15~25 mm,且分布均匀,流化床各层平均密度从上至下依次为1.72、1.74、1.74、1.74、1.73 g/cm3。流化床上部区域,超微细玻璃微粉被气流带到床层表面,使表面床层密度较小;流化床底部区域,气体分布相对均匀,并未形成大气泡,使该区域流化床床层平均密度偏小;而床层大部分区域床层平均密度均为1.74 g/cm3,比较稳定。因此,当流化气速为7.95 cm/s时,流化床内并未形成明显的分层和分级现象,说明加重质混合比较均匀,为空气重介质流化床分选物料创造良好条件。     

顺流多层浅流化床反应器

鼓泡流化床一般可分为分布板区,鼓泡区和稀相区三个部分。工业实践及模型计算均已表明,在快反应和高扬析率的条件下,分布板区和稀相区对化学反应的作用均较鼓泡区大。由此不难设想,一个仅由分布板区和稀相区两部分组成的流化床反应器,必将是一个高效反应器。而且,因为这两个区域中都没有气泡,不存在气泡的合并和长大带来的一系列问题,     

流化床气体分布板的设计

气体分布板是流化床中的主要部件之一,其结构的优良与否直接影响到流化床的流态化品质的好坏。本文仅就单层流化床气体分布板的设计方法进行介绍。工业规模流化床所应用的气体分布板型式很多,但总括起来可分为直孔式和侧孔式二类(图1)。直孔型分布板的气流方向正对床层,易使床层造成沟流。并且,直孔型分布板在操作过程中,小孔易被物料所堵塞,停车时又易漏料;因此,目前的单层流化床都采用侧孔型气体分布板。风帽顶部做成锥形(其倾斜角大于物料堆积角),可防止物料在风帽顶部堆积造成死     

加压射流流化床煤催化气化制天然气的模拟研究

以煤催化气化制合成天然气技术为研究背景,内径0.2 m,高6 m,处理量为0.5 t/d的流化床气化炉为研究对象,建立了煤催化气化流化床气化炉的数学模型。将气化炉简化为3个区域:分布板区、气泡区和自由段区,基于稳态一维模型,考虑了加压下流体力学性质(最小流化速度、射流高度和直径、气泡直径和速度以及床层膨胀比),质量和热量传递,以及催化气化反应动力学(煤焦燃烧、水蒸气气化、变换和甲烷化)等因素对气化结果的影响。计算结果表明:当射流管引入氧气后,颗粒温度迅速达到最大值随后下降最后趋于平缓;氢气和二氧化碳浓度随着床高近似线性增加,但一氧化碳和甲烷随床高增加缓慢;3.1 MPa时最大气泡直径约为0.11 m,气化炉内不会发生节涌现象。计算床温和气体组成与实验结果有良好的一致性。     

冷态灰熔聚流化床气化器内空隙率分布的数学模拟

基于固体颗粒的比表面物性法则,用改进的SIMPLE算法和微机上开发的CASICC软件考察了冷态发溶聚流化床气化器内空隙率分布。模拟结果表明：依轴向位置的升高床层分为整体浓相区、颗粒弹溅区和自由空间区。     

高密度下行床内颗粒浓度径向分布的研究

在自行设计的一套下行循环流化床内进行了低气速、高浓度下行床内颗粒浓度的分布研究。实验分别采用了硅胶和FCC颗粒,在床层截面平均浓度最高到12％范围内进行了下行床不同截面上颗粒浓度径向分布的研究,并进一步分析了床层颗粒浓度对稀相中心区、环形浓相区浓度径向分布的影响。研究表明,在同一截面,随着床层颗粒平均浓度的增加,浓度分布趋于均匀;在截面平均浓度相近,浓度的径向分布沿轴向从上到下逐渐趋于均匀。颗粒的相对浓度的最大值随截面平均浓度的增加而减小,其在径向的位置基本不变。实验还发现,床层截面平均浓度的增加,浓相区内颗粒浓度的分布更均匀,而对稀相区内颗粒浓度分布没有明显的影响。     

基于两相两区模型的气固流化床DEM模拟

气固流化床DEM模拟中,通常采用面积加权平均法计算局部空隙率,为了考虑网格中显著非均匀结构对局部空隙率的影响,提出一个计算局部空隙率的两相两区模型。该模型将网格中的非均匀结构虚拟划分为稀相和密相,将实际网格区域划分为稀区和密区,并采用时空关联性原理识别稀区和密区;模型还采用自适应方法计算网格中颗粒分布的非均匀度;将非均匀度作为非均匀结构的影响权重计算密区颗粒的局部空隙率。模拟了鼓泡流化床,模拟结果表明:与传统的DEM相比,基于两相两区模型的DEM能更好地模拟气泡形态,且能捕捉气泡冒出床层和气泡破裂的复杂现象。     

振动流化床中浅床层时床层与分布板之间的弹性作用

采用A类颗粒作为实验粉体,通过测量床层对分布板的作用力,分析了振动流化床中分布板与床层的作用机理,提出了振动流化床中在浅床层共振时分布板与床层的弹性作用模型. 实验表明,分布板与床层之间是连续的弹性作用,周期性的机械振动通过分布板与床层之间的弹性作用以波动形式在床层中传播. 该模型计算结果与实验测定结果符合的较好.     

压力脉动模型及其在脉冲流化床中的应用

考虑了流化床中分布板上形成的气泡不变形增长，最后以不同尺寸分布的气泡群形式通过床层，提出了能包含Ｄａｖｉｄｓｏｎ模型、Ｆａｎ模型在内的更一般化的流化床压力脉动模型。不但把气泡行为这个重要因素引进了压力脉动模型，而且成功地把压力模型应用于脉冲气流流化如何科学地运用脉冲气流来进一步改善流况提供了理论依据。     

bubble-based EMMS/PFB模型的建立及在加压流化床浓相段的应用

基于多尺度分解和能量消耗分析方法,结合压力下锥形分布板射流床气泡直径关联式,建立了一个适于加压流化床(PFB)的能量最小多尺度模型——bubble-based EMMS/PFB模型。应用此模型模拟一个二维加压射流床,分析了操作压力、位置高度、空隙率及剩余速度对非均匀因子的影响。通过模拟结果与实验数据的对比,发现该模型相比于Gidaspow模型,能够更准确地模拟加压射流床内颗粒浓度的分布状态及颗粒靠近壁面处的速度变化;将这种曳力模型应用到流化床浓相段的模拟,预测了床内颗粒浓度瞬时分布及沿轴向的时均值分布、颗粒的速度分布等流动行为,使流化床浓相段的气固流动行为可视化,对流化床的设计、放大有一定的指导作用。     

流化床还原铁精矿粉动力学初算

采用鼓泡床模型对流化床还原铁(精)矿粉动力学进行了初步的研究、计算和讨论.结果表明,流化床内的气泡直径随密相床层高度的增加而增加,气泡-气泡晕交换系数(Kbc)b及气泡晕一密相交换系数(Kbc)b则随密相床层高度的增加而降低;(Kbc)b＞(Kce)b;小粒度颗粒的还原速度随密相床层高度的增加变化不大,大粒度颗粒还原到一定程度后还原速度会降低,而且明显慢于小粒度颗粒的还原速度.     

档板流化床中最大气泡尺寸和上升速度的测定

研究流化床的过程中,往往采用气泡模型和两相模型。这些过程的流动、传递和化学反应的转化率一般都可以和气泡的特征量,主要是气泡大小和上升速度关联起来,所以前人研究了各种条件下气泡的生长、长大、运动以及分布的规律。在档板流化床中,由于流化床中加设了水平内部构件,增强了气泡相和浓相之间的气体交换,减少了气相返混及延长了气泡在反应器中的停留时间,为此改善了气固接触。相间交换系数亦与气泡流上升速度和气泡大小有关。所以研究气泡的行为,特别是研究气泡的上升速度和气泡大小的关系是极为重要的。     

锥形分布板射流流化床CFD模拟及参数分析

采用双流体模型结合颗粒动力学理论,对锥形分布板射流流化床内气固流动行为进行了三维的计算流体力学(CFD)模拟研究,系统分析了曳力模型、恢复系数和颗粒间摩擦力对射流流化床膨胀高度和气泡动力学行为的影响.结果表明,Syamlal-O'Brien和Gidaspow曳力模型低估了床内实际曳力,从而导致模拟膨胀高度低于实验值,而Modified Syamlal-O'Brien曳力模型能更好地预测床内实际曳力,计算结果与实验值吻合得较好;恢复系数对于射流流化床内气泡动力学行为有着重要影响,气泡的大小、上升速率和产生频率均随着恢复系数的增加而减小;颗粒间的摩擦力也是影响床层膨胀高度和床内气泡产生的重要因素.     

泡罩型气体分布板强化细萤石颗粒流化行为研究

通过改造气体分布板的结构,探索细萤石颗粒的流化强化方法.结果表明:采用泡罩型气体分布板流化细萤石颗粒,流化分率可达85％,床层膨胀比可达1.75,与孔板型气体分布板比较,提升效果明显.通过声信号检测和计算流体动力学(CFD)模拟,发现通过破碎流化床底部带沟流的固定床区,泡罩型气体分布板可以实现对细萤石颗粒流化质量的强化...     

气固流化床中气泡流运动特征和空隙率径向分布

引言流态化技术在工业领域应用越来越广,但由于流态化行为复杂,许多内在规律还有待于进一步揭示．气固流化床中最基本的特征是颗粒聚集的乳化相与气体聚集的气泡相共存,它的复杂性就在于它的不均匀性和多态性．气固流化床中的不均匀性是由空隙率分布来描述的,然而空隙率的分布目前还未能从理论上得到定量的描述．气固流化床内的空隙率分布与气泡的运动密切相关,因此对床层空隙率的了解最终决定于对流化床气泡运动的研究．在此作者采用流体力学的方法从宏尺度和宇尺度范围来探讨气固流化床内气泡的运动规律,建立相应的多尺度、连续介质…