气固流化床介尺度结构形成机制及过滤曳力模型研究进展

气固流化床中,介于颗粒与宏观尺度间的复杂的时空多尺度结构（介尺度结构）将完全改变气固相间作用规律,加大了流态化系统调控及预测的难度。为此,需要构建考虑结构影响的相间本构关系。其中,曳力作为影响流态化动力学特征的主导因素,对其研究尤为重要。从结构产生演化的机制出发,概述结构影响曳力的机理,以模型构建流程的角度对结构和过滤两类模型进行总结,并重点综述过滤模型构建在提升准确性、有效性、通用性和考虑更多物理机制方面的最新进展。研究表明：提升模型通用性和考虑真实系统中更丰富的物理机制仍是建模中亟待解决的问题,结合结构演化机制理性建模和充分发挥机器学习数据分析处理优势或是曳力建模进一步发展的关键。     

气固下行床中壁面对介尺度曳力的影响规律

传统介尺度曳力模型的构建通常基于全周期域的细网格模拟数据集,未考虑壁面的影响,而真实流化床反应器系统中的壁面条件会影响壁面附近的非均匀结构,进而影响到壁面附近颗粒所受的曳力,因此研究壁面效应对介尺度曳力模型的影响很有必要。本文通过对拟二维全周期系统和不同床宽的周期下行床系统的介尺度曳力修正系数相对误差径向分布进行比较,探究了周期下行床中的介尺度曳力回归全周期系统曳力的现象,分析了曳力修正系数径向分布的影响因素。发现不同床宽下受壁面影响区域占整个床的比例改变较小,且曳力系数相对误差的值受该位置的固含率、固含率梯度、固相剪切率及粒化温度分布等因素影响,最后拟合了曳力系数相对误差关于径向位置的公式,并对过滤尺度对曳力系数相对误差的影响和一些变量关联曳力时是否已经隐性包含了壁面的影响进行了探讨。     

基于介尺度曳力模型的细颗粒扬析CFD模拟

为了揭示细颗粒扬析特性,采用双流体模型,并结合考虑气泡影响的介尺度曳力模型,对双组分流化床内细颗粒扬析过程进行了CFD数值模拟.验证了气泡介尺度曳力模型的合理性,分析了入口气体速度、初始细颗粒质.量分数、细颗粒直径和床层温度对细颗粒扬析过程的影响.结果显示:气泡介尺度曳力模型可以较好地再现颗粒扬析过程,气体入口速度和初...     

基于变尺度格子气方法的气固相间曳力模型

基于变尺度格子气方法,建立了气固相间曳力模型,对气固两相之间的耦合机制进行了研究,从微观角度出发,得到了气固两相之间相互作用的宏观行为。文章用此模型对气固两相流系统进行了模拟,模拟结果与四种经典曳力模型的模拟结果一致,验证了模型的正确性和有效性。     

基于介尺度稳定性条件的多相流曳力与群体平衡模型

介尺度结构和介尺度机制是化工、冶金、能源等过程工程中的重要科学问题。尽管多相流数理模型在过去的几十年中已取得长足进展,但仍存在准确性依赖可调参数、模型适用性有限、计算量大等问题,难以适应当前快速发展的新工艺和新过程开发的需求。实际上,基于平均化方法的多流体方程组需要若干子模型封闭,如相间作用力、聚并/破碎核函数以及湍流模型等;这些子模型决定了多流体模型的模拟准确性。从介科学角度发展介尺度物理模型为解决这些问题提供了新的思路。模型可以解析多相流非均匀结构演化的控制机制,进而改进或重构子模型。总结了基于介尺度稳定条件的两类介尺度封闭模型：一类用于封闭相间动量传递,如介尺度曳力;另一类用于封闭离散相特征参数的演化,如介尺度群体平衡模型,计算气泡或液滴尺寸。进而综述了这些模型在流化床、鼓泡塔、气升式环流反应器、搅拌槽、转定子乳化器等多相流设备中的应用,并展望了未来发展方向和关键科学问题。     

耦合EMMS曳力与简化双流体模型的气固流动模拟

提出了一种耦合EMMS曳力的简化双流体模型,该模型忽略固相黏度,用简单的经验关联式来计算固相压力,并且耦合考虑了介尺度结构的EMMS曳力模型来计算气固相间作用力。采用简化双流体模型成功模拟一个三维实验室尺度鼓泡流化床,数值模拟结果与完整双流体模型以及实验测量结果进行了比较,结果表明耦合EMMS曳力的简化双流体模型模拟结果与完整双流体模型耦合EMMS曳力的模拟结果基本相当,并且都与实验结果吻合良好,然而简化双流体模型的计算速度是完整双流体模型的两倍以上。这表明曳力模型在气固模拟中起着主导作用,而固相应力的作用是其次的,耦合EMMS曳力的简化双流体模型在实现工业规模气固反应器快速模拟中具有巨大潜力。     

流体沿平壁流动的曳力系数

DRAGCOEFFICIENTFLOWOVERAFLATPLATE1前言当流体流过壁面时,就壁面而言,它受到流体的曳力。曳力系数与对流传热系数和传质系数一样,是在计算传递速率时首先要确定的传递系数,它们都是雷诺数的函数,三者又可以类比。因此,可由一个已知的传递系数去预测另一个未知的传递系数。在传递过程研究中常通过动员传递中易于求得的曳力系数估算对流传热系数与传质系数。本文针对文献中存在的不足,进行透彻的分析,推导出精确计算流体沿平壁流动时平均曳力系数的公式,供设计计算以及深入研究三传类比时参考与应用。2公式推导2．三…     

氨法烟气脱硫吸收塔流场数值模拟

氨法烟气脱硫工艺过程一般分为脱硫吸收、中间产品处理、副产品制造三部分,吸收塔是氨法脱硫的核心设备。以某化工厂锅炉烟气氨法脱硫项目吸收塔作为流场数值模拟对象,分析了吸收塔内的烟气流动形态。结果表明,吸收塔系统整体压降不超过2000Pa、浆液分布均匀。     

垂直并流向上气固两相流中流动结构的分析及曳力系数的计算

This study investigates the heterogeneous structure and its influence on drag coefficient for concurrent up gas-solid flow.The energy-minimization multi-scale (EMMS) model is modified to simulate the variation of structure parameters with solids concentration,showing the tendency for particles to aggregated to form clusters and for fluid to pass around clusters.The global drag coefficient is resolved into that for the dense phase,for the dilutephase and for the so-called inter-phase,all of which can be obtained from their respective phase-specific structure parameters.The computational results show that the drag coefficients of the different phases are quite different,and the global drag coefficient calculated from the EMMS approach is much lower than that from the correlation of Wen and Yu.The simulation results demonstrate that the EMMS approach can well describe the heterogeneous flow structure,and is very promising for incorporation into the two-fluid model or the discrete particle model as the closure law for drag coefficient.     

分区曳力模型的2D鼓泡流化床流动特性模拟

曳力对两相流动特性具有很大影响,由于颗粒团聚的影响,传统曳力模型不能准确预测气固间曳力.为了提高两相流动特性的模拟精度,文中综合考虑不同曳力模型在特定浓度的曳力系数特性,分区确定曳力模型,并在模型断点处使用光滑函数,基于CFD开源平台OpenFOAM耦合TFM模型对2D鼓泡流化床进行流动特性模拟.结果表明:分区曳力模型...     

伊泰锅炉循环流化床烟气脱硫技术研究

为提高烟气脱硫效率,在分析循环流化床脱硫工艺的基础上,根据煤质分析,选取了系统的烟气设计参数和脱硫剂参数并对脱硫效率进行分析。结果表明,循环流化床烟气脱硫技术与炉内喷钙法相结合可以达到90%的脱硫效率,SO2的排放浓度小于200 mg/m3,可以满足《锅炉大气污染物排放标准》的相关要求。与湿法脱硫技术相比,循环流化床烟气脱硫技术具有设备紧凑,投资少,占地小,特别适用于现有机组的改造工程,脱硫剂利用效率高,脱硫产物为干灰,不会产生二次污染等优点。但循环流化床烟气脱硫技术也存在着脱硫效率较湿法脱硫技术偏低,对锅炉负荷的变化适应性差,运行控制要求较高等不足。     

一种烟气脱硫絮凝剂的改进方案与效果评价

烟气脱硫废水温度高、颗粒物重,烟气脱硫适用絮凝剂很少,本文改进了聚丙烯酰胺的常用浓度,大大提高了絮凝效果,降低了脱硫废水的吨处理费,为烟气脱硫装置提供了新的絮凝方式。     

活性炭在烟气脱硫中的应用

综述了应用活性炭材料脱硫的三种不同方法,同时介绍了活性炭材料表面结构,含氧官能团,含氮官能团,表面负载金属氧化物对活性炭材料脱硫活性的影响。     

电子束氨法技术在IEPE的研究进展

本文介绍了中国工程物理研究院环保工程研究中心(Institute of Environmental Protection Engi-neering,简称IEPE)在电子束氨法烟气脱硫脱硝技术(简称EA-FDG技术)的研究进展情况,对工艺流程、工业试验装置、工艺参数和工程设计进行了较全面的论述,展望了EA-FDG的发展方向。     

烟气脱硫技术研究进展

总结了近年来国内外应用的几种主要脱硫工艺和正在研究开发的新脱硫工艺。对其中发生的化学反应、技术特点及存在的问题进行了详细的分析,并从技术、经济分析角度评估各种工艺,提出适合我国燃煤电厂情况的脱硫方案。     

新型吸收剂在湿法烟气脱硫中的应用

SO2是现今主要的大气污染物,而我国以煤为主要燃料的特点使SO2的污染日益严重。因此,控制SO2的排放,积极应用二氧化硫控制技术,对改善大气污染状况至关重要。介绍了传统的石灰石一石膏法,探讨了硫酸亚铁法、有机胺法、尿素法、亚硫酸钠循环法、柠檬酸钠循环法、过氧化氢法等应用新型吸收剂的湿法烟气脱硫技术,并对它们的优缺点做了简单评述。     

烟气还原脱硫催化剂的研究进展

综述了过渡金属氧化物、稀土氧化物、钙钛矿以及其它复合氧化物对催化还原SO2 为元素S的研究进展 ,重点介绍了各种催化剂在氢气、一氧化碳作还原剂时的催化作用及其催化机理     

几种常见的烟气脱硫技术

火力发电厂是我国最主要的烟气排放源，会产生大量的SQ及NOx,给大气环境造成了很大的危害。介绍了目前几种常见的烟气脱硫技术，并对一些新兴脱硫技术进行了展望。     

国内烟气脱硫技术及若干问题探讨

烟气脱硫是减少二氧化硫排放的有效方法。本文介绍了国内目前5种主要的烟气脱硫工艺,并对它们的优缺点、脱硫率等进行了对比分析。最后探讨了我国烟气脱硫技术存在的问题,同时针对所存在的问题提出建议。     

燃煤烟气脱硫技术研究进展

中国的大气污染主要以煤烟型为主,燃煤释放的二氧化硫对人类健康和生态环境系统等造成了严重的危害,因此控制二氧化硫的排放至关重要。分析了近年来中国的煤炭消耗量及二氧化硫排放量;概述了二氧化硫的排放源及烟气脱硫技术应用现状,总结了湿法、半干法、干法烟气脱硫技术的优缺点及适用范围;综述了国内外烟气脱硫技术发展概况;分别对传统烟气脱硫技术中的石灰石-石膏法、氨-硫酸铵法、循环流化床法以及新型烟气脱硫技术中的离子液循环吸收法、磷酸钠盐法、氧化铜法的原理、研究现状及发展前景做了具体论述;通过对比以上几种脱硫技术的工艺特征及经济性,指出未来中国烟气脱硫技术的发展方向。