气固移动流化床干燥器流化与传热特性研究

以不同粒径的分子筛颗粒与炼焦煤颗粒为原料分别在气固移动流化床干燥器内进行了双组分颗粒分级流化行为特性与气固间传热特性的实验研究。考察操作气速、颗粒直径与不同粒径配比的变化以及搅拌转速对床层阻力的影响,并对流化状态加以描述分析,研究了干燥器气固间传热特性,得出了相应的表面传热系数关联式,计算值与实验值的误差小于15％。     

气固搅拌流化床流化和干燥特性实验研究

通过测定不同搅拌速度、床层高度下床层压降与表观气速间的关系,研究了水平桨气固搅拌流化床的流化特性。实验表明,搅拌增强了气固接触,明显改善了流化床的流化质量。对不同气速、不同搅拌速度下气固流化床的干燥特性进行了实验研究,结果表明,搅拌能加快流化床的传热速率,提高干燥速度。     

气固搅拌流化床的床层压降

通过测定搅拌流化床的压降与表观气速的关系，研究了搅拌转速和桨叶形式对流化状态的影响。发现水平搅拌桨叶更有利于破碎气泡，增强气固接触；垂直桨叶则趋于诱导气泡的产生与长大。在流态化阶段，床层压降保持定值，该定值与搅拌转速和叶片形式没有关系。     

气-固微型流化床压降特性及最小流化速度的实验研究

在内径3～20 mm的4个气-固微型流化床中,分别考察了A类和B类两种类型颗粒的流化特性,同时研究了床几何结构、操作条件、物相性质等各因素对其最小流化速度的影响.结果 表明,气-固微型流化床中的床层压降特性与颗粒类型密切相关,不同的流动状态下两种类型颗粒的流动特性存在显著地差异.在固定床阶段,与B类颗粒相比,A类颗粒与...     

基于机器学习的气固流化床最小流化速度预测

气固流化床以其高效、可灵活操作等优点广泛应用于煤化工、煤燃烧和煤炭分选等领域。最小流化速度作为气固流化床最主要的操作参数之一,与流化床的操作设计紧密相关。现有的最小流化速度预测模型大多为经验或半经验公式,其准确性和便捷性还存在较大问题。为准确预测气固流化床最小流化速度,基于机器学习建立气固流化床最小流化速度预测模型,并探索模型的内部信息。从颗粒性质与设备条件等方面综合考虑,研究气固流化床的最小流化速度,以系统评估对最小流化速度的综合影响。采用随机森林模型验证了其预测最小流化速度的可行性,并考察了设备参数、颗粒密度和颗粒粒度3个影响因素在预测最小流化速度时的相对重要性。结果表明,最小流化速度与颗粒粒径、颗粒密度和床体直径均呈正相关,皮尔逊相关系数分别为0.79、0.31、0.14,颗粒粒径与最小流化速度相关性最强。随机森林能够根据颗粒性质(密度、粒度)与床体直径准确预测最小流化速度,模型的决定系数达到0.875。特征相关性分析揭示了各特征因素对目标变量的影响方式,颗粒粒度与最小流化速度相关性最强,为预测气固流化床最小流化速度提供借鉴。     

振动对气固流化床特性的影响

对振动流化床的几个主要性能进行了单参数的理论分析，讨论了振动对气固流化床的起始流态化速度、流化型式和传热机理的影响。认为振动加入到气固流化床中形成的振动气固流化床在干燥、传热等操作中具有速度快、效率高、节能等优点     

气固脉冲流化床的流体力学特性

在直径７０ｍｍ的流化床中,采用ＦＣＣ、空心玻璃珠、细沙等Ａ类和Ｂ类颗粒,在０￣１０Ｈｚ的频率范围内,测定了气固脉冲流化床的流体力学特性。采用时间继电器改变脉冲气流的频率和脉宽周期比,利用微压传感器记录床层压力变化,研究了瞬时床层压力、平均床层压力,最大床层压降、起始流化速度、床层高度等随操作条件的变化规律,并对脉冲流化床中的气泡现象进行了初步的观察和研究,发现在脉冲流化床中气泡的形成和发展受到了有     

气固固循环流化反应器的流体力学行为

简单介绍了气固固三相反应设备的研究现状,描述了气固固循环流化反应器的操作特点,实验研究了气固固循环流化反应器的流体力学行为,如气固两相通过填料层的压降、细颗粒的固含率及细颗粒的质量流率等．     

气泡驱动液固流化床内二元颗粒的流化行为

采用密度稍重于和稍轻于流体的两种颗粒,研究了气泡驱动液固流化床内二元颗粒的流化行为。通过测量压差和拍摄视频的方法确定了初始流化气速U_in,g、固含率和气含率。重颗粒的U_in,g通过流化床底部的压差变化确定,轻颗粒的U_in,g则通过观察得到。研究表明,在气泡驱动的液固流化床内,重颗粒和轻颗粒的初始流化气速都随藏量的增加而增加,但重颗粒增加幅度更大。完全流化后,重颗粒固含率在轴向上分布不均匀,而轻颗粒则分布较为均匀。在二元颗粒体系内,上部轻颗粒的流化受到下部重颗粒的影响而底部重颗粒的流化不受轻颗粒影响,导致重颗粒U_in,g和固含率分布主要受自身藏量影响,而轻颗粒U_in,g随二元颗粒的总藏量变化。     

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。     

基于图像动态纹理特征的气固流化床流型识别

准确识别流型是气固流化床二相流参数检测的重要内容,文中提出一种基于图像光流法和动态纹理特征相 结合的气固流化床流型识别的新方法.实验是在气固流化床二相流实验系统上利用高速摄影系统获取流型图像.流型图像分别为鼓泡床,节涌床,湍动床,快速流化床,稀相输送等5种典型流型.首先对获取的不同流型图像分别进行去噪和对比度拉伸...     

一种气固流化床自动控制加料装置

介绍了一种气固流化床加料装置的自动控制原理、配套设备的选型及其在三氯氢硅生产中的应用效果.     

气固流化床中声发射和流动模式关系

颗粒在气固流化床壁面区域（或局部空间区域）碰撞产生的声波能量反映了颗粒的碰撞速度和频率（活跃程度）,从中可以揭示流化床内颗粒的流动混合模式。通过在φ150mm流化床冷模装置中,对聚乙烯颗粒－空气体系进行流态化实验,运用声发射技术测得声能量沿气固流化床的轴向分布,继而获得了颗粒的流动模式,并发现其与颗粒粒径、表观气速和分布板形式密切相关。对于颗粒粒径为460 μm的聚乙烯颗粒,当表观气速在0.3～0.7 m·s^-1内,其对应的流动模式为带有滞留区的双循环流动模式。如果气速增大到0.8 m·s^-1以上时,流动模式将转化为无滞留区的单循环流动模式。而当颗粒平均粒径降为365μm,对应的双循环流动模式蜕化为单循环模式,壁面不存在滞留区。进一步发现,滞留区位置与静床高无关。研究同时发现,颗粒的流动模式和分布板形式密切相关,对于在多孔平板分布板下为单循环流动模式的小粒径颗粒,在锥帽式分布板下,则在稍高气速时表现为双循环流动模式。     

气固流化床流型空间图像信息多重分形特征分析

以无色小粒径玻璃珠和空气为实验介质,利用高速摄影系统在气固流化床实验装置上拍摄,并获取到气固流化床5种典型流型的空间图像信息。采用多重分形谱参数分层次地刻画了流型空间信息内部的精细结构,突出了异常局部变化特征,从复杂的流型图像数据中选出具有明显个性特征,与分形盒维数结合表征流型。结果表明,多重分形谱比简单的分形盒维数能提供更多的流型特征的信息,且流型特征的提取结果更符合实际情况,可被有效地用于气固流化床流型识别和运动机理分析的过程中。     

气固流化床中静电压分布及料位检测

应用自行开发的静电压在线测量系统,对聚乙烯气固流化床中不同床高处的静电压进行测量,发现床内的静电场为一非均匀电场,静电压沿床层轴向呈“Z”形分布,且在床层稀密相分界面,即料位附近会发生极性的改变。实验同时发现,提高流化气速和静床高,稀密相分界面上升,极性改变位置也随之出现较明显的升高。而颗粒的粒径发生改变后,若颗粒在流化过程中存在较明显的料位,则极性改变现象明显,反之这种现象不会发生。在此基础上,提出了流态化颗粒的双极带电理论,指出不同粒径的颗粒在有效功函数、表面结构、吸附杂质的能力以及表面能等方面均存在差异,导致大小颗粒在接触带电中所带电荷极性相反,进而影响了整个流化床中的静电分布。最后,基于静电压的分布特征提出了一种确定流化床料位高度的新方法,实验结果表明,该方法计算得到的料位高度值与实测值之间的最大相对误差为4.08%,平均相对误差为2.02%,具有较高精度,能替代现有对人体具有致命伤害的γ射线,且可实现床内静电压和料位高度的双重监控。     

上行气固两相流充分发展段流动行为的相似特性

在10.5 m高气固循环流化床实验装置上,在对提升管内的轴向压力梯度和局部颗粒浓度进行实验测试的基础上,结合部分文献上的实验数据,研究了上行气固两相流充分发展段在不同操作条件下气固两相流动行为的相似特性.结果表明,所提出的经验相似准则能表征上行气固两相流充分发展段在不同操作条件下流动行为的相似性,并且该经验相似准则独立于实验装置系统.对于同一上行气固两相流系统,只要操作参数按该相似准则同步变化,气固两相流在充分发展段就具有相似的宏观和微观流动行为.     

微型流化床反应动力学分析仪的研制与应用

本文首次研发了一种用于测定气固反应速度、求算反应动力学参数的微型流化床反应分析仪器（MFBK）。该仪器利用流化床强化反应过程的热量与质量传递过程,通过气体脉冲输送在给定温度下瞬时进样,根据在线监测的气体组分浓度变化,测试反应速度、推导反应动力学参数和分析反应机理。利用该仪器测定氩气气氛中碳酸钙的分解反应表明：其表观活化能与指前因子分别为142.73kJ.mol^-1和399777s^-1,活化能在文献报道范围之内,且小于热重分析仪测定的184.3kJ.mol^-1,并建立了反应模式函数f(α)=(1-α)0.86,对应的拟合线性相关系数达到0.99。测定煤和生物质热解反应过程表明：MFBK测试的反应完成时间在15s左右,且揭示了生成气关键组分具有不同的释放时间和生成量,为深入探讨热解反应机理提供了新的证据。     

Modeling of grid region heat transfer in a shallow gas-solid fluidized bed

Heat transfer coefficients between the bed and an immersed horizontal tube in the grid-region of a shallow gas-solid fluidized bed were experimentally and theoretically studied. Experiments were carried out in two fluidized bed columns with inside diameters of 88 and 137 mm, respectively. The fluidized particles tested were sand, limestone and glass beads. Experimental parameters also included particle size, superficial gas velocity, tube diameter, tube location and distributor design. A mechanistic model considering the contributions of jet phase, emulsion phase and dead phase was derived for estimating the grid-region heat transfer coefficients. Most of the model predictions were found to be within 25% of the experimentally observed data.     

气固流化床中声发生机理及在工业装置中的应用

利用声测量技术,结合频谱分析,建立了颗粒碰撞的声波频率模型,可定量描述声波主频随颗粒粒径、弹性模量和密度的变化规律.通过改变流化颗粒的粒径、弹性模量参数和密度,发现声波主频与频率模型计算值之间的最大偏差为8.3%,说明声波主频可以代表颗粒在壁面的碰撞频率.讨论了热态和冷态条件下声波主频之间变化规律,通过对弹性模量参数的校正,声测量技术可以用于预测工业装置中物料的平均粒径变化,并将该模型应用于线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯和双峰聚乙烯工业生产装置中的平均粒径测量,发现与传统的取样筛分方法所得测量结果十分接近.同时,发现当系统产生聚合物颗粒结块时,声波主频将急剧降低,声波频谱的能量分布将明显集中增大,这可作为判断流化床稳定运行的一个判据.