气液固三相流化床反应器测试技术

在简述已有三相流化床测试技术的基础上,着重对近年来开发的测试新技术的基本原理及优缺点进行了分析,包括光纤探头技术、超声探头技术、放射颗粒跟踪技术、X射线颗粒跟踪测试技术、颗粒图像测速技术、电容层析成像技术、激光多普勒测速技术和相多普勒测速技术等,同时,展望了三相流化床测试技术的新方向.     

气液固三相流化床层膨胀特性实验分析

为分析气液固三相流化床床层特性,选用两种粒径接近、密度不同的颗粒:塑料颗粒(湿堆积密度1 273 kg/m~3,平均直径750μm)和陶粒(湿堆积密度1 680 kg/m~3,平均直径800μm),以常温空气为气相、水为液相。实验装置内径0.13 m,全床高度4.75 m,实验液柱高度3.5 m,床内颗粒有足够的膨胀高度。分别测试了液速0—13 mm/s,气速0—12 mm/s条件下的床层高度,研究气液速对塑料颗粒和陶粒床层膨胀率的影响。研究结果显示液速较低时床层收缩,随着气速增加,收缩率增大;液速较高时,膨胀率大于0,随着表观气速的增加,膨胀率先降低,表观气速大于临界值后,膨胀率将增大;除高气速外,床层膨胀率总是随着液速的升高而增大。相同气速、液速条件下,大密度陶粒的床层膨胀(收缩)率大于塑料颗粒。     

气液固三相流化床流区及其过渡的混沌分析

运用确定性混沌分析技术、研究了气液固三相流化床内压力波动时间序列的混沌动力学行为,结果表明,非线性特征量最大Ｌｙａｐｕｎｏｖ指数可以用来定量表征三相流化床的流区及其过渡。并给出了以最大Ｌｙａｐｕｎｏｖ指数为基准的三相流区图,混沌分析还发现,三相流化床内存在着两混沌特性相差较大的塞状泡流区。     

气液固三相流动沸腾传热与抗垢性能的研究

在流动沸腾的液体中引入少量惰性气体与固体颗粒,使之成为气液固三相流态化沸腾过程,对其传热性能与抗垢性能进行实验研究。结果表明,引入惰气与流态化固体颗粒,可使传热显著强化,表现出明显的防垢抗垢效果,且具有一定的线清洗作用。     

气液固三相流化床局部相含率

在以焦末为固相、空气为气相、水为液相的三相流化床中研究了局部气含率和局部固含率径向分布。实验用流化床内径100 mm,高1.7 m,焦末粒度1.07 mm。分别采用电导探针法和光纤法测定局部气含率和局部固含率。结果表明:表观气速为0.35—0.71 cm/s,表观液速为2.12—3.54 cm/s时,局部气含率在流化床中沿径向r/R=0—0.8处分布较均匀,在靠壁面处下降至约0.5%,且随表观液速增加而减小,随表观气速增加而增大,且在距分布板轴向高度分别为370 mm和470 mm时趋势一致,大小沿轴向增加,在表观气速一定时,液速小于2.12 cm/s时,气含率沿径向减小的趋势较明显。局部固含率沿径向分布较均匀,基本不随表观气速变化而变化,随表观液速增大而增大,且在距分布板轴向高度分别为370 mm和470 mm时趋势一致,大小沿轴向减小。     

气液固三相循环流化床气液传质行为

<正>气液固三相流化床反应器在石油化工、湿法冶金、环境工程和煤的液化等工业领域得到了广泛应用,其基础研究也取得了很大进展.但是,传统三相床主要应用于低液速(U_L<     

气液固循环流化床颗粒分布板实验研究

设计了用于气液固三相循环流化床换热器的固体颗粒分布板。采用功能强大的CCD图像采集分析系统,获得颗粒的分布和运动规律,考察了安装高度、运行参数等对分布板颗粒分布性能的影响。研究表明,分布板的安装高度、液体和气体流量、颗粒体积分数等对颗粒的速度和固含率分布有较大影响,得到了使固体颗粒在管束中分布效果较好的设计参数,以指导工程应用。     

气固流化床中颗粒分离研究进展

综述了气固流化床有关颗粒分离的研究概况及最新进展。既包括实验研究，又给出模型比较。讨论了不同研究结果之间的差异及存在的不足。指出了在这一领域中应该进一步进行深入研究的课题。     

气液固三相体系搅拌功率与气固分散状态的研究

在机械搅拌槽中，针对不同悬浮液浓度及不同通气水平的三相体系，使用翼形轴液浆（Ｋ４），圆盘涡钉（ＤＴ），斜叶（６ＰＴＤ，６ＰＴＵ），研究气体，固体分散状态对搅拌功率的影响规律。实验得出，轴向流成分的多少，直接影响固体在整槽分散的均匀星，气固的分散程度直接影响搅拌功率的变化，从搅拌功率和功能准数形式上间接判断气固分散的状态，而且，对同样的介质体系，翼形桨（Ｋ４）由于其良好分散性，具有较高的混事效率。     

三相逆流化床的研究进展与展望

三相逆流化床(TPIFB)作为一种新型的流化床反应器,具有诸多优点及巨大的应用前景。本文首先介绍了TPIFB的结构、原理和特点,综述了TPIFB基础研究和应用研究。基础研究的阐述主要包括:流型、压力降、最小流化速度、相含率、停留时间分布、气泡行为、传质和传热等流体力学特性的重要性;操作条件和流体物性对这些流体力学特性的影响规律;一些重要流体力学特性参数的数学模型及数值模拟研究等。TPIFB应用研究主要介绍了其在装置优化、含油废水处理及其他工业废水处理等方面的研究进展和主要成果。最后指出TPIFB瞬态和微观研究较少、实验研究方法单一、实验结论缺少定量关系、实验模型和方法存在局限性、应用性研究少而分散等是目前阻碍TPIFB工业化应用的主要问题,并展望了其今后的主要研究方向,包括反应器装置设计和开发、数值模拟结合实验考察TPIFB瞬态和微观特征、过程优化机理模型与反应器模型的建立、反应器放大及应用性研究。     

Liquid-Solid mass transfer in a slurry bubble column and a gas-liquid-solid three-phase fluidized bed

Mass transfer coefficients between particles and liquids in a slurry bubble column and a three-phase fluidized bed containing small size particles were obtained with two mass transfer systems: (1) K⁺ –Na⁺ ion-exchange in cation-exchange resin bead beds, including anion-exchange resin beads as inert particles; (2) zinc dissolution by HCl in zinc-plated glass bead beds, and in beds of non-plated glass beads. Operating parameters were gas velocity, liquid velocity, particle diameter, and particle concentration. The dependence of mass transfer coefficients on these parameters is discussed from the viewpoint of the energy supplied into the systems. Correlations of the experimental data using dimensionless groups are compared to previous correlations.     

三相循环流化床内流化固体颗粒的防除垢机理

汽液固三相循环流化床蒸发器已应用到盐化、烧碱、中药和造纸等工业中,表现出良好的防除垢性能。文中研究了这种新型流化床蒸发器的防、除垢机理。首先揭示出汽液固三相流剪应力对延长污垢的诱导期起主要作用,并对汽液固三相流剪应力和三相流剪应力增长率进行了定量计算,分析其影响因素。其次从污垢附着和剥蚀的角度,考察了固体颗粒的除垢作用。根据理论分析指出三相流剪应力对污垢附着需要的时间和污垢剥蚀比率的影响,从而计算了剥蚀比例和剥蚀速率及其影响因素。     

利用三相流化床半连续生产生物絮凝剂的研究

用多孔聚酯泡沫吸附固定絮凝剂产生菌XN1,比较了其和游离菌发酵产絮凝剂的情况,并分别在摇瓶和三相流化床中进行了固定化菌半连续生产絮凝剂的研究。结果表明,聚氨酯泡沫是XN1菌良好的固定化载体,具有经济、高效等特点。在优化条件下,利用固定化XN1菌摇瓶产絮凝剂可连续达12批次,12批的絮凝剂絮凝活性均>90%;而在三相流化床中产絮凝剂至少可以重复17批,且能一直保持较高的絮凝水平。研究还发现,和游离菌相比,固定化菌生产絮凝剂的生产效率可提高约4倍。     

三相流化床中磷石膏分解渣碳酸化反应研究

通过对磷石膏分解渣在三相流化床中碳酸化反应的实验研究,探讨了不同因素对磷石膏分解渣中CaS转化的影响。实验结果表明:增大CO2气体流量和增加反应时间有利于CaS的转化,随着液固比的增大,CaS的转化率首先是增大然后趋于平缓,而升高反应温度对CaS的转化有微弱抑制作用。得到磷石膏分解渣碳酸化反应的最佳反应条件:CO2气体流量为300 mL/min、反应时间为40 min、液固比(体积质量比)为6 mL/g、反应温度为(25±2)℃。在最佳反应条件下,三相流化床中CaS的转化率为97.34%,釜式反应器中CaS的转化率为86.32%,相差了11%。与釜式反应器相比,三相流化床反应器更有利于磷石膏分解渣的碳酸化反应。     

气液固循环流化床换热器中预分布器结构的优化

引言 气液固循环流化床换热器是将循环流化床与沸腾传热两项技术结合而开发出的一种新型高效传热和防、除垢设备.国内外众多学者对此设备进行了研究[1,2].然而,关于此换热系统正常运转的核心技术--颗粒分布技术的文献较少.荷兰的Klaren申请了专利[3],叶施仁等[4]设计了单层孔板式固液分布器,姜锋等[5]选取直径小于下管箱直径的多孔板作为固液分布器,但上述固液分布器的大规模工业应用未见相关报道.     

垂直管内三相流化床沸腾传热特性

研究了三相流化床沸腾传热的特性和影响传热系数的诸因素。在传热过程中，由于固体粒子的存在，强化了传热。以玻璃球粒子为固相的三相流化床沸腾传热系数，是相同条件下汽液两相流沸腾传热的二倍。以铜粒子为固相的三相流化床沸腾传热系数，是相同条件下汽液两相流沸腾传热系数的３倍。     

气-液-固三相循环流化床局部相含率分布

应用自行开发的微电导探针测试技术,以玻璃珠(d_p=0.48 mm, ρ_s=2460 kg&#8226;m^-3)和苯乙烯颗粒(d_p=1.45mm,ρ_s=1264 kg&#8226;m^-3)为固相,空气为气相,水及0.05%、0.20% (质量)SCMC(羧甲基纤维素钠)水溶液为液相,对三相循环流化床(TCFB)的各相局部含率进行了同时测定.考察了不同表观液体速度、辅助液体速度、液体黏度及颗粒密度对局部相含率轴径向分布的影响. 在不同操作条件下,获得了1286套局部相含率实验数据. 给出了局部固含率和局部气含率与操作条件、流体物性及床层轴径向位置的关联式,关联式的计算值与实验值吻合较好.     

Studies of the evaporation and scaling mitigation in a recirculating three-phase fluidized bed

Heat transfer of liquid evaporation was studied in a recirculating three-phase fluidized bedin which an inert gas serving as"carrying gas"was introduced.The gas velocities,particle sizes,par-ticle densities and particle concentrations in the liquid were examined.Heat fluxes were measured aswell.Significant enhancement in heat transfer was resulted when an inert gas and solid particles wereintroduced into the flow boiling liquid.Scaling mitigation was to be expected in the process.