二维喷动流化床内气体混合的实验研究

在300 mm×30 mm×2 000 mm的喷动流化床冷态试验台上,在喷动区和环形区分别采用CO和SO2作为示踪气体的方法,获得了不同喷动气流速和流化气流率这两个重要的操作参数下,不同床层高度上示踪气体的径向分布,考察了床内喷动区与环形区之间气体的混合特性。结果表明,示踪气体在不同床层高度的径向分布呈现较大的差异,并沿床层高度依次降低。在稳定的流动状态下,喷动气速度的增大,使喷动气向环形区的传质加强,也促进了流化气在环形区的混合;流化气流率的增大,气体由环形区向喷动区的传质大于由喷动区向环形区的传质,且流化气在环形区混合加强。在不稳定的流动状态下,气体的径向浓度分布曲线两边出现不对称。     

加压导向管喷动流化床气化炉气体扩散规律研究

采用CO2作为示踪气体在内径200mm,高5m的全尺寸加压导向管喷动流化床中对床内气体扩散特性进行了研究,主要考察了操作参数（喷动气流率,流化气流率,操作压力,颗粒粒径和物性参数）对床内气体扩散的影响,归纳了喷动气旁路份额和流化气旁路份额随操作参数影响的试验关联式,可作为工程设计计算和实际操作的参考。     

加压喷动流化床最小喷动速度的试验研究

在内径100 mm的有机玻璃冷模装置上进行了加压喷动流化床试验.床料直径为1.6 mm、2.3 mm的小米.研究了压力、静止床高及流化风对最小喷动速度的影响.试验结果表明:喷动流化床的最小喷动速度随压力的增大而减小,但减小幅度逐渐变小;静止床高增大,最小喷动速度增大,但床高的增加对最小喷动速度的影响随着压力的增大而减弱.流化风风量增加导致最小喷动速度降低.根据试验数据进行了线性回归,分别得出了uf=0和uf＞0(uf为流化风床内表观气速)时最小喷动速度的关联式,相关系数分别为0.964和0.920,关联式和试验值吻合较好.     

喷动流化床煤部分气化数学模型

文中介绍了喷动流化床煤部分气化的原理和国内外数学模型的研究现状,并在此基础上分析了压力对部分气化炉流动和反应的影响。     

喷动流化床煤气化技术研究的发展

本文论述了喷动化床煤气化技术的原理、优点以及国内外的主要技术进展,并结合当前国内外的研究情况从气化特性试验研究、机理模型研究、工业应用研究三个方面进行了分析,指出了喷动流化床煤气化技术的发展前景以及今后研究方向。     

喷动流化床传热特性的CFD-DEM模拟

基于颗粒-颗粒、颗粒-流体间的传热机制建立了颗粒尺度下的传热模型,并将其与计算流体力学-离散颗粒模型(CFD-DEM)耦合,建立了CFD-DEM传热模型,在传热计算中采用真实的颗粒接触刚度修正了颗粒-颗粒间的传热。采用典型喷动流化床内的颗粒传热实验数据验证了CFDDEM传热模型的准确性,并利用该模型分析了喷动流化床内的传热特性。结果表明:喷动流化床内颗粒的传热系数受其运动状态的影响,颗粒在环隙区域外循环的传热系数比内循环传热系数大;喷动流化床内平均传热系数呈对称分布,流化区域内的平均传热系数大于非流化区域,床体底部两侧及气体入口处的平均传热系数最大,床层中央区域的平均传热系数较小.     

增压导向式喷动流化床流动特性的试验研究

在内径２００ｍｍ，高３．５ｍ，６０°“Ｖ”形布风板的钢制试验装置上，采用密度为２４５０ｋｇ／ｍ３，粒径分别为（１．５～２．５）ｍｍ和（０．１～１．０）ｍｍ窄筛分玻璃珠，以及密度为２２００ｋｇ／ｍ３，粒径为（０．４５～６．０）ｍｍ的宽筛分溢流渣为物料，对各种压力下的导向式喷动流化床最小喷动流化速度、导向与环形区压降、中心喷泉高度以及颗粒循环量和气体旁路特性进行了试验研究。试验结果表明：最小喷动流化速度、导向与环形区压降以及中心喷泉高度与系统几何参数和操作参数密切相关，卷吸段气体射流的性质直接决定了颗粒循环量及其趋势，气体旁路的程度取决于卷吸段两股气流的相互作用。文章中用修正的弗劳德数归纳了中心喷泉高度试验关联式。     

加压喷动流化床煤气化数值模拟

建立了基于CFD的三维非稳态喷动流化床煤气化动力学模型.此模型包含气固流动模型,煤的挥发分析出模型,焦炭气化反应模型和气相间的均相反应模型等子模型.焦炭的非均相反应速率由气体扩散和化学反应动力学共同控制.气体均相反应可以作为二级反应来处理.将试验结果和模拟的计算结果进行了对比,结果表明,入口中心喷动区的温度最高,温度场沿床高方向逐渐降低.煤气质量在加压后有了明显提高.验证的结果表明此CFD模型可以用来预测煤气化的反应过程.     

增压导向式喷动流化床流动特性的数值模拟

采用双流体模型对增压导向式喷动流化床内喷动区和环形区气固运动速度和空隙率进行数值模拟。计算结果表明,喷动区颗粒速率在初始阶段急剧上升而气体速度则急剧下降,进入导向管后趋于平缓,而且颗粒加速程度不写系统压力有关,还形区气体速度在卷吸段增大,进入隔离流区后保持不变,而颗粒下降速度一直保持不变,喷动区的空隙率在卷吸段下降,进入导向管后又开始上升。     

加压喷动流化床流动和扩散规律冷态实验研究

在一个加压喷动流化床装置上进行了冷态实验,研究加压条件下床中的气固流动状态和气体在各部分的扩散特性。结果表明：加压喷动流化床与常压喷动流化床中气固流动状态差异较大,其喷动流化速度与Ｐ＾－０．５成正比。实验还发现,气体由中心喷动区向周边环形区扩散速度与Ｐ＾－０．５３９成正比。在试验的基础上提出了适合常压和加压喷动流化床最小喷动流化速度的实验关联式、气体扩散速度关联式和喷动区发展段直径的实验关联式。     

压力对喷动流化床流动特性影响的数值模拟

建立了1台热输入0.1 MW的加压喷动流化床煤部分气化炉和相同尺寸的冷态模型试验装置,通过试验和数值模拟方法分析了压力对喷动流化床流动特性的影响.数值模拟采用了非稳态欧拉多相流模型,研究结果表明:随着工作压力增大,床内的中心喷动区和环形区的空隙率均相应减小;颗粒在较高工作压力下的轴向速度大于较低压力工况下的速度值;在压力为0.1～0.3 MPa时,模拟工况的流动状态与试验结果相符.     

Experimental Investigation of the Mixing Between Hot and Cold Gas in Two Cooling Processes

The mixing between a hot turbulent flow and a cold fluid, injected through a porous plate or using a discrete injection, is experimentally investigated. The blowing is shown to dramatically modify the dynamic and thermal fields, whereas the discrete injection has a weaker effect. The influence on the average quantities and fluctuating parts are found to be different. The effect of the main flow temperature is addressed and a discussion for the mixing in the blowing and discrete injection cases is proposed.     

温度和压力对加压喷动流化床煤部分气化的影响

在热输入0.1MW的加压喷动流化床煤部分气化炉上以空气和水蒸气为气化剂,进行徐州烟煤的加压部分气化试验。考察了气化温度、压力等因素对煤气成分、煤气热值、干煤气产气率、碳转化率等指标的影响。气化温度是通过调整空气系数来实现的。试验结果表明:气化温度对煤气化过程影响显著,气化温度升高,煤气热值先增大后减小,产气率增加,碳转化率提高。而增大压力,床内气体速度变慢,延长了气化剂在床内的停留时间,另外压力增加改善了床内的流化质量,从而提高了气化效率,改善了煤气质量。     

Experimental Investigation of Heat Transfer and Flow Mixing in Pebble Beds

The purpose of this paper is to investigate the thermal hydraulic characteristics of two types of test sections: pebble beds placed between cylinders and thin annular pebble beds (i.e., spheres dumped in thin annular slots). The investigations were performed for axial air flow. The experimental results of heat transfer from the spheres, as well as the results of heat transfer from a cylinder for both types of test sections, are presented. In addition, the results of flow-mixing investigations in pebble beds between axially streamlined cylinders are described. From these results, correlations were developed that can be used to predict the heat transfer characteristics.

The results of the experimental investigation of pebble beds between cylinders demonstrated that the randomly arranged pebble bed is preferable to the regular rhombic structure from the points of view of design simplicity, heat transfer from the cylinder, drag coefficient, and flow mixing. The results of the experiments in the case of thin annular pebble beds demonstrated that the maximum heat transfer from the spheres is at the relative width of the annular slot K, equal to 1.07 and 1.75 of the sphere's diameter     

惰性粒子流化床烟气脱硫的试验研究

对惰性粒子流化床的烟气脱硫过程进行了试验,分析和研究了Ca/S、入口SO2浓度、静止床高、惰性粒子粒径、近绝热饱和温度和床层温度对脱硫效率的影响.结果表明:近绝热饱和温度和Ca/S对脱硫效率影响较大,惰性粒子粒径和静止床高对脱硫效率也有一定影响;近绝热饱和温度越低、Ca/S越大、流化床床层温度越低、烟气表观速度越小、惰性粒子粒径越小以及静止床层越高,则烟气脱硫效率越高;当烟气入口SO2浓度小于7×10-4时,随着入口SO2浓度的增大,脱硫效率相应提高;当烟气入口SO2浓度增加到7×10-4以上时,随着入口SO2浓度的增大,脱硫效率反而降低;在基本试验工况下,惰性粒子流化床的烟气脱硫效率达到85%以上.     

煤泥流化床中物料混合规律的研究

本文主要研究了洗煤泥流化床中物料间的混合规律。文中引入相对分布密度和中间混合指数，考察了颗粒的密度、粒度以及流化风速对物料混合的影响。在实验的基础上提出了异重流化床中燃料沿高度分布的定量描述方法以及具体的分布表达式。文中的结论对于洗煤泥流化床锅炉的设计和运行以及异重流化床新床料的开发都具有重要的指导意义。     

循环流化床燃烧室换热系数试验研究

利用自制的热流计和物料浓度取样器,在７５ｔ／ｈ循环流化床锅炉上测定了不同灰浓度下床对受热面壁面的换热系数,分析了床对受热面换热系数的影响因素,确定了固体物料浓度与换热系数的关系,开发了综合考虑床温、流化速度的半经验模型,与文献值相比吻合得较好。     

燃煤流化床声发射特性实验研究

本文通过实验和理论对流化床燃烧过程的声发射现象进行分析,从声学角度对燃煤流化床内的气泡运动特征进行了探讨。实验研究包括热态流化床和冷态流化床对比实验,确定了声波时序与气泡过程的对应性,运用瞬态谱理论获得了气泡爆破过程的能量尺度和时间尺度参数。最后,对气泡时序进行了非线性特征分析     

常温循环流化床烟气脱硫技术的研究

本论文对循环流化床排烟脱硫这一特殊的方法进行了比较系统的试验研究,初步探讨了热力学、化学等参数与脱硫效率的关系;通过不同运行方式的比较,找出了最佳运行工况和运行方式。初步解析了床内的反应机理。结果表明,运行温度越接近烟气露点,水蒸汽分压越高,脱硫效率则越高。烟气中ＳＯ２浓度对脱硫效率的影响在不同的浓度区域表现出不同的趋势。钙硫比增加时脱硫效率呈增加趋势。在干粉法、喷水增湿法以及喷浆法等三种不同的脱硫剂加入方式中,喷浆法具有最高脱硫效率。