垃圾焚烧管式布风流化床的冷态实验

在床截面为300mm×300mm、床高为4. 4m的管式布风流化床实验台上,分别对宽筛分下不同颗粒粒度、不同床层高度、不同截面流速、布风的均匀性以及非平衡布风时颗粒流化特性进行实验研究,为未来垃圾衍生燃料的流化燃烧实验提供基础数据。管式布风流化床的开孔方向与夹角大小对床层压降变化影响明显,向下开孔角度越小,动能消耗越大,但床层稳定性能好。随着料层高度增加,各布风管间的布风更趋于平衡,流化的稳定与均匀性能也越好。管组压降失衡时,床层压降不平衡明显增加,波动幅度增大,不稳定性明显高于正常流化状态。     

混合颗粒在内置水平管振动流化床中流体力学研究

在内置水平管的二维振动流化床中研究了玉米粒与塑料珠颗粒混合物的流化特性,考察了颗粒质量分数、振动频率、振幅、内置水平管和振动强度对床层压降及临界流化压降的影响。实验结果表明,在混合颗粒的振动流化床中,固定床阶段,相同条件下床层压降随着玉米粒质量分数的增大而增大,流化床阶段随玉米粒质量分数增大而减小;内置管的引入增大了床层压降;振动的引入增大了固体床阶段的床层压降,降低了流化床阶段的临界流化压降;振动对大粒径的影响小于小粒径;由实验数据拟合出的用于预测带内置水平管的混合颗粒振动流化床临界流化压降的经验公式,经验公式与实验数据基本吻合。     

振动流化床中磷石膏颗粒流态化性能研究

在振动流化床中进行了磷石膏颗粒流态化性能的冷模实验研究。结果表明,磷石膏颗粒在普通流化床中流化性能很差,难以实现正常的流化态,不适合在普通流化床中进行流态化分解反应。而振动的引入极大地改善了磷石膏颗粒的流态化性能。并考察了振幅和进料高径比对磷石膏颗粒的床层压降、膨胀比、最小流化速度的影响。为热模实验条件的选择提供了理论基础。     

流化床冷模布风板数值模拟研究

利用计算流体动力学(CFD)软件包fluent,研究流化床反应器中的气流通过冷模布风板时压降过大的问题。采用正交数值模拟仿真实验对不同的开孔形式和不同的开孔直径进行研究,分析了流化床内的速度场、压力场,确定出:(1)布风板开孔直径越小,压降越大,但流化床内的速度场越容易达到稳定;(2)布风板中心处尽量不要开孔;(3)布风板开孔直径相同时,排列方式为等边三角形比正方形时压降更小。     

旋流振动流化床干燥性能的研究

文章以聚四氟乙烯粒子和蔗糖为物料研究了旋流振动流化床的流体力学及干燥特性,并与振动流化床的各种特性进行了对比。实验在一个干燥室直径为240 mm的小型圆筒振动流化床中进行,采用斜孔分布板使床内产生旋流。实验结果表明:在空气分布板开孔率相差不多的情况下,物料流化以前,旋流振动流化床的床层压降要大于普通振动流化床,一旦物料达到正常流化状态以后,2种振动流化床的床层压降相差不多;旋流振动流化床可以降低物料的临界含湿质量分数。     

洗衣粉悬浮液在惰性粒子流化床中干燥的研究

针对气体分布板开直孔的惰性粒子流化床,开展了洗衣粉悬浮液在床内的干燥性能研究。测定了流化床的床层压降曲线,考察了进料量、进风温度、进风速度及惰性粒子直径对于流化床传热性能的影响,且与气体分布板开斜孔的传热性能进行了初步比较。结果表明,流化床的床层压降主要是由惰性粒子的流化阻力所致;适当增加进料量和进风速度,或减小惰性粒子直径,以及将气体分布板的孔道由直孔改为斜孔,均可提高流化床的传热性能,但过高的进风温度则可能导致传热性能的下降。     

微小流化床流化特性分析

在内径4.3, 5.5, 10.5, 15.5, 20.5和25.5 mm的6个气固微小流化床中,考察了石英砂和不同粒径的催化裂化催化剂的流化特性. 研究了流化床尺寸、颗粒及流化介质物性对微小流化床床层压降及最小流化速度的影响. 结果表明,不同颗粒及流化介质的微小流化床床层压降实验值均小于计算值. 传统的压降关联式不能直接用于微小流化床. 其最小流化速度随床径减小呈指数增大,在高径比1:1~3:1范围内,最小流化速度随料高增大近似呈线性增大,其增大速度随床径增大而变缓. 基于实验数据得出了微小流化床最小流化速度的关联式.     

鼓泡流化床风室及分布板区域流动特性的数值模拟

采用计算流体力学(CFD)软件对采用切向进风和垂直进风情况下不同开孔率气体分布 板的鼓泡流化床流态化特性进行研究,模拟风室及分布板区域的气体流动轨迹及其速度分布变化.结果表明:气体在切向进风形式下接近层流运动的上升状态,与垂直进风形式所产生的无序湍流上升状态相比,垂直进风形式下气体速度在空间分布更加均匀,受边界条件影响所导致的风室内局部风速过高情况较少;分布板开孔率在0.15％～1.0％变化时,随开孔率增大,气体压降逐渐减小,气体均匀性逐渐稳定;气体分布板开孔率为0.5％时,气体分布均匀性和分布板压降较合理.     

布风板对磷矿混合颗粒流化特性与还原反应的影响

针对现有窑法磷酸工艺中磷矿还原率低、热质传递差、结圈堵料等问题,将流态化技术应用于磷矿的还原反应。通过对布风板压降、操作弹性、流化质量、高温流态化还原磷矿反应的研究,考察了4种布风板的性能,并与固定床的热模实验结果进行了比较。实验结果表明:随着气速的增加,直孔布风板的压降以二次函数的形式增长,斜孔布风板则呈现一次函数的关系,且斜孔布风板的阻力损失与床层压降均高于直孔布风板;对于圆面斜孔布风板,曲线压力波动最小,流化质量最好;斜孔布风板的磷矿还原率均高于直孔布风板,说明斜孔孔道有利于磷矿的还原反应;在硅钙摩尔比为3.0、反应温度1 300℃时,圆面斜孔布风板的还原率可达98.26%,且流化床还原磷矿较固定床好。     

磁性纳米Fe_3O_4在刁润磁丽场协助作用下的流态化研究

磁性纳米Fe3O4的密度及黏性较大,透气性差,在传统流化床中很难实现"正常"流态化。实验采用外加磁场能的方法来改善这种状况,外加磁场、铁磁性大颗粒并与流化性能较好的非磁性物料混合流化。实验发现在一定磁场强度、添加质量分数及表观气速下,纳米Fe3O4的流化性能得到改善,其在流化床中形成的大聚团得到有效的破碎,床层膨胀增加,压降趋于一个稳定值,最小流化速度降低,床层可以实现比较均匀的流化。     

Effect of distributors on Gas—Solid Fluidization

The efficient operation of a fluidized bed is very much dependent upon distributor performance, which in turn depends on its design parameters. The work reported here deals with the characteristics of such distributors as are commonly employed in laboratories, pilot plant and large scale operations. Specifically a porous plate distributor, two bubble cap distributors of different geometries and four Johnson screen distibutors of different percent open area have been investigated in a 30.5 cm by 30.5 cm square fluidized bed as a function of air fluidizing velocity and bed height. The pressure drop data for all the distributors have been correlated by a single equation with two unknown constants. The ratio of distributor pressure drop to bed pressure drop is found to increase rapidly with increase in fluidization velocity. The bed expansion ratio is found to increase with increase in excess fluidization velocity and distributor pressure drop but decreases with increase in bed height or weight.     

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...     

Fluidization of Group B particles with a rotating distributor

A novel rotating distributor fluidized bed is presented. The distributor is a rotating perforated plate, with 1% open-area ratio. This work evaluates the performance of this new design, considering pressure drop, Δp, and quality of fluidization. Bed fluidization was easily achieved with the proposed device, improving the solid mixing and the quality of fluidization.In order to examine the effect of the rotational speed of the distributor plate on the hydrodynamic behavior of the bed, minimum fluidization velocity, U_mf, and pressure fluctuations were analyzed. Experiments were conducted in the bubbling free regime in a 0.19 m i.d. fluidized bed, operating with Group B particles according to Geldart's classification. The pressure drop across the bed and the standard deviation of pressure fluctuations, σ_p, were used to find the minimum fluidization velocity, U_mf. A decrease in U_mf is observed when the rotational speed increases and a rise in the measured pressure drop was also found. Frequency analysis of pressure fluctuations shows that fluidization can be controlled by the adjustable rotational speed, at several excess gas velocities.Measurements with several initial static bed heights were taken, in order to analyze the influence of the initial bed mass inventory, over the effect of the distributor rotation on the bed hydrodynamics.     

Correlations for critical fluidization velocity and maximum bed pressure drop for heterogeneous binary mixture of irregular particles in gas–solid tapered fluidized beds

The tapered fluidized bed is a remedial measure for certain drawbacks of the gas–solid system, by the fact that a velocity gradient exists along the axial direction of the bed with increase in cross-sectional area. To study the dynamic characteristics of heterogeneous binary mixture of irregular particles, several experiments have been carried out with varying tapered angles and composition of the mixtures with various particles. The tapered angle of the bed has been found to affect the characteristics of the bed. Models based on dimensional analysis have been proposed to predict the critical fluidization velocity and maximum bed pressure drop for gas–solid tapered fluidized beds. Experimental values of critical fluidization velocity and maximum bed pressure drop compare well with that predicted by the proposed models and the average absolute errors are well within 15%.     

纳米TiO2在环隙流化床中流动特性的实验研究

在环隙流化(AFB)床中,应用实验测量技术研究了床层压降和床层膨胀曲线以及最小流化速度的变化规律.研究结果显示,在升速流化时,随着气速增大,床层压降和床层膨胀比也随之增大,当气速超过一定值时,纳米TiO2颗粒完全流化,压降波动和床层膨胀比趋于平稳.最小流化速度随着纳米TiO2质量的增加而增大.     

U型阀结构下颗粒流态化排料的数学模型

针对U型阀在常温常压下的流态化排料状态,建立了以力平衡为基础的数学模型,用于计算该状态下的排料速率,并在循环流化床系统中用平均粒径为81.9 mm的石英砂颗粒进行流态化排料实验,对数学模型进行验证. 结果表明,排料室表观气速为1.5~2.5Umf(Umf为最小流化速率)时,排料速率随排料室表观气速增大而增大,U阀处于流态化排料状态. 不同条件下用模型对排料室压降和排料速率进行计算,与实验数据的平均计算误差排料室压降为±2%,排料速率为±7%,计算值和实验值吻合较好.     

垂直筛板流化床中FCC催化剂的流化性能

以FCC催化剂颗粒研究垂直筛板流化床内构件对气固两相流化性能的影响,考察了板孔气速、颗粒循环量和帽罩开孔比等筛板结构对流化床压降和提升量强度的影响. 结果表明,气固两相总体逆流流动条件下,帽罩内气速达4 m/s,气固高速并流喷射无气泡,两相接触好、返混小,属快速流态化. 由于没有气泡,床层压力波动小,在塔板上颗粒返混小. 垂直筛板压降随板孔气速、帽罩底隙高度增大而增大,随帽罩开孔比、板孔径增大而减小,颗粒提升量大,床层压降大. 提升量强度随板孔气速、帽罩底隙高度、颗粒循环量增加而增大,随帽罩高度与塔节高度比增大而减少,随帽罩筛孔孔径变化存在最大值. 当帽罩开孔比为1.2~2.5、板孔面积与帽罩截面积比为0.42、帽罩底隙高与板孔孔径比为0.36~0.64时帽罩流化性能较好.     

柱形流化床传热特性的数值模拟

对Shedid等搭建的圆柱体流化床采用欧拉?欧拉法进行三维数值模拟,考察了颗粒球形度、表观进气速度和床料初始堆积高度对流化床内垂直加热壁面与流动床料之间对流传热特性的影响,采用有效导热系数分别计算气相和固相的对流传热系数。结果表明,随表观进气速度增大,流化床内颗粒物料湍流运动加剧,加热壁面平均温度和流体平均温度下降,壁面流体间传热平均温度差减小,壁面流体间对流传热系数增大;随初始床料高度增加,流化床内颗粒与加热壁面的接触面积增大,导致固相平均对流传热系数增大。