循环流态化（Ⅰ）

循环流态化是近年来化学工程中最活跃的研究领域之一,是既具有重大的工业应用背景,又具有重要学术理论价值的研究课题。为了有利于我国对这一技术的研究与应用,本文试图较全面地介绍:一、循环流态化技术的发展及工业应用二、循环流态化的存在区域三、循环流态化气、固流动规律四、循环流态化气、固流动模型五、循环流态化气、固混合及传递规律六、循环流化床反应器及其数学模型七、循环流化床反应器设计及放大文中将充分介绍我国在循环流态化基础研究与应用方面的成果,同时努力体现循环流态化技术研究的前沿。     

热示踪法测量循环流化床中颗粒循环速度

通过颗粒示踪和热示踪两种方法对鼓泡循环流化床中的颗粒循环速度进行了实验研究。实验结果表明：热示踪方法和颗粒示踪方法测量鼓泡循环流化床的移动床中颗粒循环速度在一定范围内是一致的。但热示踪方法还存在一定的局限性,还需要进一步从理论和实验上完善     

热示踪法测量循环流化床中颗粒循环速

通过颗粒示踪和热示踪两种方法对鼓泡循环流化床中的颗粒循环速度进行了实验研究,实验结果表明：热示踪方法和颗粒示踪方法测量鼓泡循环流化的移动床中颗粒速度在一定范围内是一致的。但热示踪方法还存在一定的局限性,还需要进一步从理论和实验上完善。     

高颗粒通量循环流化床的构型作用

In order to achieve high solids circulation rate (G_s),an idea of coupling a moving bed to the bottom section of the riser of a circulating fluidized bed (CFB) was proposed and tested.The results from the preliminary study demonstrated that the solids circulation rate in the new-structure bed approached 370 kg·m^-2·s^-1 at superficial gas velocities around 10.5 m·s^-1 for sand particles with an average Sauter mean size of 378 μm.This study was devoted to further justifying the effects of the coupled moving bed by performing comparative studies in two CFBs with conventional configurations.It was shown that the pressure at the riser bottom and the realized solid circulation rate were only about 15 kPa and 230 kg·m^-2·s^-1 in the two conventionally configured CFBs,obviously lower than 25 kPa and 370 kg·m^-2·s^-1 in the moving bed coupled CFB.These verified that the coupled moving bed increased the force driving particles form the particle recycling side into the riser.The study further tested the effect of a few specially designed riser exit configurations,revealing that a smooth riser exit could facilitate solids circulation to increase the solids circulation rate.     

循环流化床中颗粒振荡循环现象的实验研究

颗粒的循环特性是循环流化床研究的重点及热点之一,在建立颗粒循环时,颗粒循环由非稳态向稳态过渡。本文在循环流化床实验装置中,采用摄像法和压力检测法研究了不稳定颗粒循环条件下颗粒流动结构和各段压降的变化情况。首次发现了不稳定颗粒循环状态下的颗粒振荡循环现象及其具有的两个特征:下降段、提升段气固流动结构呈周期性变化;下降段压降p_d和提升段压降p_r周期性波动且p_d>p_r和p_dr交替出现。进一步对颗粒振荡循环过程进行受力分析,建立了颗粒振荡周期的计算公式。研究还发现在颗粒藏量一定的条件下,循环气流量或颗粒循环段阀门开度大于某一临界值时才能诱发颗粒振荡循环;颗粒振荡循环周期随着循环气流量的增大而增大,与阀门开度无关。研究结果为动态颗粒循环建立过程的研究奠定了基础,有助于快速地建立颗粒的稳定循环。     

循环流态化：（Ⅴ）传递规律

在循环流态化气、固传递规律研究中,传热规律的研究非常活跃,而传质规律的研究十分薄弱。本文着重阐述了循环流化床内床层与表面间的传热规律,综合分析了操作条件、颗粒物性以及传热表面几何尺寸等因素对传热系数的影响,同时对传热机理及其模型进行了讨论。     

循环流化床提升管中固体颗粒停留时间的分布

在内径１４０ｍｍ，高１０ｍ的循环流化床提升管中，采用磷光颗粒示踪法对床内固体颗粒的停留时间分布进行了测定。在气速１．５～９．０ｍ／ｓ，固体循环量１０～１４０ｋｇ／ｍ２ｓ的范围内，实验测得的停留时间分布曲线均有明显的双峰分布。这种双峰分布是由于提升管中弥散颗粒和颗粒团共同作用的结果。本文提出的一维两组分扩散叠加模型可较好地描述提升管中固体的混合行为。考察了在实验条件下，操作条件对固体混合行为的影响。发现：气速及固含对颗粒的轴向Ｐｅｃｌｅｔ数影响不大，提升管中颗粒的返混主要是由于颗粒团引起的。将研究结果与近期文献报道的其他研究进行了对比     

低密度循环流化床反应器床层截面平均颗粒速度的变化规律

本文在高8m,内径186mm 的循环流化床中采用 FCC 颗粒,利用 TSI 光纤激光多普勒测速仪测定了局部颗粒速度的径向分布,并获得了床层截面平均颗粒速度。实验结果表明:截面平均颗粒速度随操作气速的增大而增大,随固体循环速率的增大而略有减小。由实验数据回归得到了计算本实验条件下低密度速度的经验关联式。论文还从基本流体力学理论出发,在考虑颗粒加速运动的条件下,建立了一维气、固两相流模型,可以用于预测床层截面平均颗粒速度和空隙率的变化规律,模型计算结果和实验数据吻合较好。     

纳米SiO2在添加磁性大颗粒磁场流化床中的流态化

研究了纳米SiO2在添加磁性大颗粒磁场流化床中的流化性能,实验中通过测量其床层膨胀曲线、床层压降曲线以及塌落曲线表明:磁性大颗粒在交变磁场下的振动作用可以破碎流化床中纳米SiO2的大聚团.使床层压降和床层膨胀明显增大,流化质量获得显著提高.实验同时考察了磁场强度、磁性颗粒的添加量以及不同的静床高度等参数对流化性能的影响.获得了最佳工艺操作条件.     

PREDICTION OF SOLIDS CIRCULATION RATE IN THE RISER OF AN INTERNALLY CIRCULATING FLUIDIZED BED (ICFB)

A predictive mathematical model based on pressure drop in the riser of an Internally Circulating Fluidized Bed (ICFB) is developed to predict solids circulation rate (Gs). The values of G_s predicted using the model agree well with the experimental data. The model also predicts well G_s at higher operating temperatures in the riser of an ICFB.     

PREDICTION OF SOLIDS CIRCULATION RATE IN THE RISER OF AN INTERNALLY CIRCULATING FLUIDIZED BED (ICFB)

A predictive mathematical model based on pressure drop in the riser of an Internally Circulating Fluidized Bed (ICFB) is developed to predict solids circulation rate (Gs). The values of G_s predicted using the model agree well with the experimental data. The model also predicts well G_s at higher operating temperatures in the riser of an ICFB.     

导数重构法的改进及其在循环流化床中的应用

本文探讨了导数重构法在实际应用中所存在的问题,提出了针对性的改进措施,使之能很好地用来揭示系统的混沌特征。改进导数重构法在循环流化床中的应用揭示了循环流化床中絮状物运动的混沌特征,为流化床混沌研究提供了一个有效的工具。     

ＣＦＢ稀相段直长对颗粒内循环流动规律的影响

采用光纤探头测定Ｄ１m射流循环流化床（半圆形）稀相区颗粒速度、颗粒浓度和颗粒流通量的径向分布规律,并考察了操作条件及其轴向的影响,实验结果表明,在循环流化床（ＣＦＢ）中,颗粒流动在床层径向有较大的不均匀性,并呈明显的内循环流动结构,进而考察了影响其流动规律的,以期进一步理解循环流化床颗料流动机理,强化和改善反应器的设计操作。     

循环流化床流体特性研究

在 D2 0 0 mm× 2 560 mm自制循环流化床上利用生石灰进行了流体特性研究 .实验结果表明 :固体颗粒循环速率和表观气速是影响压力分布的两个重要因素 .降低气速、提高颗粒循环速率 ,可以提高床内颗粒浓度 ,增加颗粒停留时间 .最后经无因次分析和实验数据拟合 ,分别得到了循环流化床压降和颗粒浓度沿床轴向分布经验关联式 .     

DGS循环流化炉的技术开发

进行了ＤＧＳ循环流化炉的冷态试验和燃烧试验，考察了炉内物料在流化状态下，给料量、风量、温度及压力之间的关系，为下一步煤的流化气化工作打下基础。     

气－固－固循环流化床中填料层内细颗粒的质量流率和平均动含率

在气－固－固循环流化床中，尺寸较大的固相被固定在床中形成一段填料层，较小的固相一般为细颗粒被气流携带穿过填料层。本文在此类流化床流体力学实验的基础上，推导了气－固两相并流流过填料层时压降的数学模型，回归了气－固之间的滑落速度与表观气速之间的关系。最后应用压降及滑落速度的经验关系式，联立求解得到通过填料层的细颗粒的质量流率以及填料层内细颗粒的平均动含率。     

循环流化床锅炉结焦浅析

结合循环流化床锅炉近几年的实际运行情况,从点火、运行中结焦原因、现象及预防处理等方面对流化床锅炉结焦问题进行讨论与总结。     

APPLICATION OF DRIFT-FLUX MODEL IN LIQUID-SOLID CIRCULATING FLUIDIZED BED

Solids circulation rate and solids holdup are experimentally investigated in a liquid-solid circulating fluidized bed that covers a wide range in solid and liquid flow rates, particle size, and density. The drift-flux model, which is extensively used to describe the flow behavior of gas-liquid systems, is modified in the present work and for the first time applied to the experimental data of a liquid-solid circulating fluidized bed. The distribution parameter C_o is evaluated using the drift-flux model from the present experimental data and also from the data available in the literature. It is found from the analysis that the value of the distribution parameter lies in the range of 0.78 to 0.99, which is a reverse trend to the liquid-gas system. The weighted average drift velocity (u_sj) is well correlated to the terminal velocity of the particle. The solid holdup predicted using this model agrees with the experimental results.     

气固并流下行床气体扩散行为的研究

采用氢气稳态示踪方法在内径140mm的气固并流下行循环流化床中对气体扩散行为进行了实验研究.实验结果表明:下行床中气体扩散行为可用二维拟均相模型进行描述,其气体的径向扩散系数与气速、固体循环量及颗粒密度的关系可用下列准数关联式表示Pe_r=4.35×10_(-3)Re~(0.95)ε~(-73.4) 1>ε>0.99而下行床中气体轴向扩散系数要比提升管中小1个数量级以上.