大差异颗粒分级再生设备的性能研究

通过改变表观气速U、颗粒循环速率W、粉尘/捕集颗粒比R等操作参数,考察了大差异颗粒空气分级设备在设置内构件前后的压降和分级效率的变化。结果表明,自由床时,压降随表观气速的增大而增大,分离效率在U=0.27 m/s时达到最大值87%。捕集颗粒循环量对压降的影响较小,分级效率随W的增大而持续下降。粉尘/捕集颗粒比较低时,压降无变化,但增大至超过约翰逊网的阻塞限度后,操作压降呈指数型增长,分级效率迅速下降。设置内构件后,由于其起到了整流和分布作用,设备压降和分级效率的变化不如自由床时敏感,拓宽了可操作的粉尘/捕集颗粒比范围,但缩小了可操作的表观气速范围。将设备实际压降划分为约翰逊网压降、颗粒摩擦压降、气体出口压降三个部分,基于实验结果,给出了计算压降的模型。     

逆流式移动床过滤器过滤性能的实验研究

通过大型冷模实验考察了气固逆流式移动床过滤器床层表观气速、再生气速对装备操作的影响。在无尘负荷条件下，装备压降随床层表观气速增大呈抛物线式上升的关系；能够用修正的Ergun公式进行预测。通过加尘实验发现，除尘效率与气体停留时间变化趋势相同，且与再生气速呈正相关。床层压降则表现出与床层气速呈正相关、与再生气速呈负相关的变化趋势。实验结果表明，该装备对于粉尘的捕集效率较高，在入口浓度为8.175 g/m³、表观气速在0.122～0.305 m/s范围内，除尘效率始终大于98.0%，且对13μm以下的细微粉尘有较高的粒级效率，接近99.99%。     

摇摆流化床的气固流动特性

采用二维床及D类玻璃珠颗粒,在表观气速U_g=0.267~0.978 m/s、摇摆幅值Θ=5°~15°、摇摆周期T=8~20 s的实验条件下,对摇摆流化床内气固流动过程及气体通过流化床的时均总压降进行了研究,并通过与常规直立床和倾斜床进行对比,分析了床体摇摆对气固流动的影响。结果表明,在平均角速度ω_ave>2(°)/s的条件下,当初始装料量和表观气速相同时,气体通过摇摆流化床的时均总压降低于直立床,高于相同最大倾角时的倾斜床;惯性力所产生的压降在0.15 kPa以下,其对床层压降的影响较小,床体倾斜导致气体向边壁区域聚集是影响摇摆流化床内气固流动特性的主要因素,由此导致床内存在固定床和下行移动床状态的非流化区域,使得处于流化区域的颗粒量减少,同时还降低了流化床层在竖直方向的静压。非流化区域的存在还会造成流化区域的气速高于直立床表观气速,两者表观气速之比为1.04~1.49。     

高密度下行床颗粒浓度与颗粒速度分布特性

为了考察下行床内颗粒浓度和速度的分布特性以确定高密度操作条件,在自建的气固下行床冷模装置(总高度18 m,下行床高8 m,直径80 mm)中,测定了不同表观气速(Ug)和颗粒循环速率(Gs)下床内颗粒浓度和颗粒速度的轴径向分布.结果表明,在Gs为700 kg/(m2·s)时,下行床内平均颗粒浓度达0.12,整个下行床内...     

二维导流管喷动床的流动特征

带导流管的二维喷动床(2-DSBDP)是传统喷动床的改进型式,矩形床内设置的与床同厚的垂直导流管可以控制固体颗粒的循环速率, 同时使下行区中的气固移动床维持平推流. 本文实验测定了不同表观气速、床层高度、固体颗粒与气体入口尺寸时, 二维导流管喷动床的床压降及相应的空隙率,藉以阐述2-DSBDP的流动特征.     

入口粉尘浓度对新型旋流-颗粒床耦合分离器特性的影响

通过大型冷模实验,考察了入口粉尘浓度对某连续操作新型旋流-颗粒床耦合分离器压降和除尘效率的影响特性。结果表明,入口粉尘浓度越大,达到平衡时分离器的压降越大,压降增速越快,入口粉尘浓度为59.13 g/m3时,分离器平衡压降最大为1.2 kPa;入口粉尘浓度越低,分离器分离效率越高。分离器颗粒床层内捕集颗粒含尘量与再生效率有关,再生尘源浓度越小,分离器压降达到平衡越快。当再生尘源浓度由58.18%降至23.67%,装置压降由1.5 kPa降至1.2 kPa;随着再生尘源浓度降低,分离器除尘效率略微下降。入口粉尘浓度和再生尘源浓度对分离器压降影响的结果一致,对分离器效率影响的结果不同。     

矩形导流管喷动床下行区的床层压降

带导流管的矩形喷动床是传统喷动床的改进型式,矩形床内设置的与床同厚的垂直导流管,可以控制固体颗粒的内循环速率,同时使下行区中的气固移动床维持平推流.本文实验测定了不同表观气速、床层重量、不同固体颗粒与气体入口形式与尺寸时,矩形导流管喷动床下行区的床层压降,以考察其流动特征.实验结果表明,下行区存在床层压降的轴向分布,气固流动处于负压差下移上流区,且气固滑移速度自下而上是逐渐下降的.下行区颗粒床层的压降以及颗粒的移动下输,受到喷动床表观气速、床高、喷嘴尺寸、物料种类和颗粒直径的不同影响.     

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 .     

矩形错流移动床稠密气固两相流的实验和模拟

在实验基础上,采用欧拉双流体模型对矩形错流移动床中稠密气固两相流动进行了模拟,分析了矩形错流移动床的空腔、贴壁、两相速度、气相停留时间、压降等. 结果表明,气固两相流动受端部效应影响. 随表观气速增大,贴壁(约0.19 m/s)和空腔(约0.31 m/s)现象出现. 空腔随时间发生变化,而贴壁为渐进型,气速与空腔和贴壁的形状有关. 气速分布、空腔和贴壁使压降沿轴向呈反C形分布. 进料影响区、主体流动区和下料影响区压降比约为6:10:9. 随表观气速增大,气相停留时间减小,空腔尺寸增大,贴壁厚度先增大后不变,压降增大;而颗粒循环强度的影响不大     

方形截面循环流化床出口效应的实验研究

在0.27 m(长)×0.27 m(宽)×10 m(高)方形截面循环流化床冷态实验台上,针对三个不同的表观气速(Ug=6.0 m/s,6.8 m/s,7.6 m/s),考察了半弯道光滑出口和T形突变出口两种不同结构对系统颗粒循环流率以及床内颗粒浓度分布的影响.实验得到的系统颗粒循环流率Gs=60 kg/m2s～170 kg/m2s.结果表明:两种出口结构下,系统颗粒最大循环流率都随主床表观气速的增加而增加;半弯道光滑出口结构下得到的最大循环流率大,其对应的最大循环流率分别为136kg/m2s,162 kg/m2s和170 kg/m2s;床内颗粒浓度为底部浓顶部稀的分布,T形出口的约束效应使出口附近产生了一个颗粒增浓的区域.     

颗粒床-旋流耦合分离器不同操作模式下的性能分析

通过实验分别考察了满床/空床操作模式对内置颗粒床-旋流耦合分离器分离性能的影响,获得了两种操作模式下的设备压降和捕集效率。通过改变入口粉尘浓度、入口气速和粉尘颗粒种类,发现满床操作条件下的分离效率比空床操作条件下的分离效率高,且前者压降较低。通过对出口粉尘粒径的分析,含有捕集颗粒的内置颗粒床可有效提高5 μm以下的粉尘颗粒的捕集效率,弥补了离心分离的短板。引入性能指数对不同操作模式进行定量分析,验证了满床操作条件下的耦合分离设备具有更好的综合分离性能。     

不同滤料固定颗粒床过滤性能对比

在固定床冷态实验装置上研究了平均粒径和稳态过滤压降相近、颗粒形状和表面状况不同的两种滤料(陶瓷球和石英砂)的过滤性能. 结果表明,两种滤料过滤性能变化规律基本一致. 粉尘沉积量(?m)增加,过滤效率先增大后减小,过滤压降偏离稳态过滤压降程度(G)增大. ?m相同时,过滤效率和G均随过滤气速增大而减小,但过滤后期高气速下G与低气速下接近. 增大入口粉尘浓度,总体过滤效率无明显改变,粒径大于0.7 ?m的粉尘过滤效率提高,G更显著. 两种滤料难过滤粉尘粒径均为0.35~0.6 μm. 因颗粒形状和表面状况不同,两种滤料过滤性能存在差异,其它条件相同时,石英砂总体和分级过滤效率均高于陶瓷球,G也较大;增大入口粉尘浓度,石英砂过滤效率随粉尘沉积量变化程度相对较小.     

烧结复合式烧结金属丝网颗粒移动床过滤器研究

A new gas clean-up process called “integrated sintered metal screen moving granular bed“ (ISMSMGB) for the integrated gasification combined cycle (IGCC) and pressured fluidized bed combustion (PFBC) was developed on the basis of a sintered metal candle filter and a cross-flow moving granular bed filter. This is a combination of the surface and deep bed filtering processes. A set of facilities was established and a series of cold model tests were carried out. The dust removal efficiency and the pressure drop of the filter were measured and analyzed. The results show that this process features the advantages of the moving bed for high capacity as well as high inlet dust load and the surface filter for high efficiency. Meanwhile, the granules moving downward cleans the cake on the screen surface, so that the system is operated at steady state.     

气固错流移动颗粒床过滤器压降特性研究

研究了错流移动颗粒床过滤器操作压降与过滤介质特性、表现过滤气速、颗粒层移动速度和床层粉尘沉积量之间的关系。结果表明，无粉尘沉积时，床层压降可以用Ergun方程计算。颗粒层移动速度的变化并不会造成床层压降的显著变化。除尘过程中，床层内粉尘沉积量随气体中粉尘浓度的增大、颗粒层移动速度的减小而增加，同时将导致床层压降的显著增大。错流移动床除尘操作压降可以用带修正项的Ergun方程计算，其修正项为比沉积率和颗粒层空欧率的函数。在实验数据范围内，该方程的计算结果与实验数据最大偏差小于15％。     

含内构件的循环流化床的动态压力特性

针对含内构件的循环流化床,以石英砂为物料,使用动态压力传感器测量了含内构件的流化床中气固两相流的动态压力,分析了床内的瞬时压力特性. 结果表明,在进出口总压降中,文丘里压降最大,占主床压降的60%以上. 表观气速和固体颗粒循环流率共同影响循环流化床内的压力特性. 压力瞬时波动功率谱分析表明,压力波动对应一个主频,表观气速越小、颗粒循环流率越大时,压力波动越大,且循环流化床底部压力波动比上部大. 加入内构件能有效引导气流,使流动更均匀.     

Determining Cyclone Particle Holdup by Pressure Drop for a CFB Boiler

An experimental study was conducted to assess the possibility of determining particle holdup by measuring the pressure drop of a conventional cyclone used in a circulating fluidized bed (CFB) boiler. It was found that within a wide range of inlet solid concentrations, i.e., 0.54–4.42 kg/kg‐gas, the cyclone pressure drop increased linearly with inlet solid concentration at a given gas velocity, while the pressure drop between the dust exit and the vortex finder of the cyclone remained almost constant. Since particle holdup increases virtually linearly with solid flow rate, the particle holdup in the cyclone can be derived from the cyclone pressure drop, and therefore, an equation set was proposed to calculate the particle holdup from the cyclone pressure drop.     

双循环旋风分离器阻力性能的实验研究

双循环旋风分离器通过将主进气口设于简体中部,将顶部进气口设为回流口,消除了传统旋风分离器顶部进气口存在的二次流和短路流,进而使大于3μm颗粒的分离效率接近100%.基于工程设计理论的需求,研究了该新设备的阻力性能.利用直径为0.250 m的实验设备,测定了其压降与进口气速的关系,考察了不同结构和操作条件对其阻力性能的影...