细颗粒木屑在鼓泡流化床中流化速度的研究

流化床气化反应器是生物质能源热化学转化反应的关键设备,流化条件的控制和确定,直接影响到转化反应的质量和效率.试验研究了在分布板开孔率为2%～4%,以粒径d＜0.28 mm的细颗粒木屑为原料,床层高度为0.4D,0.8D,1.2D,1.6D,2.0D(D=183 mm,D为有机玻璃管内径)的冷态条件下木屑的流化速度变化情况.结果表明:以木屑为原料,分布板开孔率和床层高度对细颗粒木屑的临界流化速度的影响不大.     

双循环流化床颗粒循环流率的冷态实验研究与预测

在自行搭建的双循环流化床冷态实验系统上研究了鼓泡床静床层高度、颗粒平均粒径、鼓泡床流化风速、快速床总流化风速及一次风量比例等控制参数对颗粒循环流率的影响,提出了基于上述控制参数的颗粒循环流率计算关联式。结果表明:随着鼓泡床流化风速的增加,颗粒循环流率变化不明显;随着快速床中一次风量比例和总流化风速的增加,颗粒循环流率均增大,当一次风量比例和总流化风速达到一定值后,颗粒循环流率的增幅逐渐变缓;颗粒循环流率随着静床层高度的增加而增大,随颗粒平均粒径的增大而减小,且颗粒平均粒径的影响程度较大;所提出的关联式能够较好地预测颗粒循环流率。     

新型环形喷动床的喷动机制与喷动特性

在传统喷动床的基础上,设计出一种多喷口环形喷动形式的新型喷动床.实验研究了喷口型式、喷口速度、颗粒类型对这种喷动床床内密相喷动流化区高度、可喷动静止床层高度及床层压降等参数的影响情况.结果表明:颗粒在床内的喷动形式沿床高方向呈现独特分区现象;随着喷口速度的增加,密相喷动高度和可喷动静止床层高度也相应增加;在同样的静止床层高度的情况下,直向型式的喷口更易形成喷动,床层的最小喷动速度几乎与静止床层高度呈线性关系;当床内形成较稳定的喷动后,床层压降随喷口速度的变化不明显,可视为常数.     

双流化床物料循环系统的冷态试验研究

合理控制物料循环流率是双流化床反应器系统装置设计开发和运行的关键。在自主搭建的双流化床物流循环冷态试验平台上,针对燃烧炉风速U_c、热解炉风速U_b、静床层高度H_b及颗粒粒径d_p等运行参数对物料循环流率G_s的影响规律进行了试验研究,结果表明:燃烧炉风速、热解炉风速和静床层高度的增大都会使得物料循环流率增大,但热解炉风速增加幅度不大;同时,分析了运行参数对Loop-seal返料性能的影响,结果表明,在试验运行参数范围内,物料循环流率受运行参数影响程度顺序为:H_bU_cd_pU_b。研究结果可为双流化床反应器的设计及运行提供参考。     

湿法烟气脱硫中石膏旋流器底流夹细的试验研究

针对石膏旋流器运行时存在的底流夹细问题,对排口比分别为0.500、0.625、0.667、0.714、0.750、0.833和1.000时,石膏浆液中不同粒径颗粒的分级情况进行试验研究,分析不同排口比对底流夹细的影响,以及排口比为0.625时入口压强对细颗粒分级的影响和空气柱对分级效率的影响.结果表明:选取适当的排口比以及入口压力均能有效降低底流中细颗粒的比例,同时能够保证粗颗粒具有较高的分级效率;插入中心棒取消空气柱也能在一定程度上减轻底流夹细现象,但会引起中等粒径颗粒分级效率降低.     

内循环流化床大颗粒运动特性实验

内循环流化床能够有效组织颗粒在床内的运动,具有广泛的工业用途。采用荧光大颗粒示踪,运用图像处理法,在二维流化床实验台上,研究了流化风速、静止床层高度等参数对床内大颗粒的速度分布概率以及循环时间的影响。结果表明:提高流化风速和静止床层高度,循环口两侧差压增大,颗粒内循环流率增大,循环时间变短。颗粒横向和纵向速度分布概率的特征显著不同。在低速床中,颗粒纵向速度超过50%分布在负值区域,表现出明显的向下运动的特征。     

基于动力学模型的双循环流化床颗粒循环流率实验研究与预测

基于不同快速床压降的计算方法建立动力学模型实现对颗粒循环流率的预测计算,并进行冷态系统的实验验证。研究发现:颗粒循环流率随鼓泡床流化床风速的增大无明显变化;随快速床风速(二次风风速)的增大,出现增大趋势,但增长速率逐渐放缓;颗粒循环流率随经床层高度的增加而增大,随平均粒径的减小而增大,且平均粒径的影响程度较大。在实验各工况下模型计算值与实验值误差的最大误差为18.59%,在工业允许范围内验证该动力学模型的准确性。     

固宝床层中四种不同粒径柱状活性炭流动阻力特性

采用活性炭脱硫制酸,床层阻力是活性炭床层在工程技术设计中一个重要的特征数据,通过测量4种不同粒径活性炭的阻力特性,为工程设计提供了依据.实验表明在层流区时,平均阻力系数随Re数的增大而减小,层流向紊流过渡区时,平均阻力系数随Re数的增大而增大.入口效应仅在低Re数、床层总阻力较小时对床层平均阻力系数影响较大.在层流区时小颗粒直径的活性炭(1mm)床层平均阻力系数随床层高度增大而增大,大颗粒直径活性炭(3mm,6mm,10mm)床层平均阻力系数随床层高度的增大而减小.过渡区中大颗粒直径活性炭的平均阻力系数随床层高度增大而增大.     

导流管喷动床内液固两相流动特性研究

为了探究不同参数对液固导流管喷动床内颗粒流动行为的影响,本文基于欧拉-欧拉双流体模型结合颗粒动理学对喷动床内液固两相的流动特性进行数值模拟。本文在导流管喷动床的底部引入辅助入口,通过改变颗粒粒径和液体粘度,得到了颗粒轴向速度、颗粒浓度、颗粒拟温度、静压力、动压力等参数的变化规律。模拟结果显示,在一定范围内增大颗粒粒径和液体粘度,颗粒的轴向速度减小,颗粒拟温度显著升高,喷动床内的静压力增加,液体动压力减小,床层膨胀高度明显增大。但当液体粘度增加到一定值后,喷泉区不再明显,并且出现了颗粒回流的现象。因此,综合考虑颗粒粒径和液体粘度,可以显著减小颗粒的堆积,提高喷动效率,使颗粒流化更加充分。     

磁稳流化床烟气除尘特性的研究

针对所设计的磁稳流化床(φ500×2 100 mm)进行了烟气除尘特性的研究.基于颗粒床除尘效率模型,从理论和实验两方面给出了磁场强度、烟气流速比、床层高度、铁磁颗粒径等因素与除尘效率之间的变化关系,并给出磁稳流化床高效清除烟尘的合理运行参数.结果表明,磁稳流化床的除尘效率在95%以上,其高效除尘的关键在于保证床层处在磁稳流化状态.     

鼓泡流化床生物质富氧气化中试试验研究

以鼓泡流化床为中试反应装置、木屑为原料,试验研究布风板开孔率、床料粒径、床料高度、最小流化速度以及气化介质等对气化结果的影响。结果表明:孔径和开孔率分别为Ф2 mm和0.50%的布风板布风效果较好;床料粒径为0.18~0.25 mm的石英砂,床料高度为140 mm时床内流化效果较理想;最小流化速度受床料粒径和升温速率影响;初步试验测得,富氧气化比例为50%时热值可达9.6 MJ/m~3。     

甘薯吸附剂固定床吸附脱水制燃料乙醇及技术思考

在自行设计的固定吸附床上,研究了甘薯吸附剂对体积分数为95%的乙醇吸附脱水制燃料乙醇;重点考察了吸附过程中床层温度变化以及进床气速、床层高度、甘薯颗粒粒度等因素对透过曲线的影响,并结合床层温度变化给出了吸附波移动速度、传质区长度的计算方法,提出了甘薯固定吸附床对体积分数为95%的乙醇吸附脱水制燃料乙醇的工艺流程。     

可视化鼓泡流化床内颗粒流动特性的实验研究

为研究生物质在鼓泡流化床热解过程中床料与生物质颗粒的混合流动特性,设计制造了可以进行可视化流场研究的透明流化床实验台。以20~40目石英砂为床料,利用高速摄影仪对50,80,110 mm 3种静止床层高度下的流动特性进行了可视化研究,获得了不同床高对床层压降、稀相区高度以及气泡大小的影响规律。研究结果表明,床层高度为80 mm时,床层压降波动小,气泡形成均匀,无大气泡产生,整体流化效果最好。以石英砂和玉米秸颗粒为原料,利用PIV技术,在操作风速为0.56,0.69,0.82 m/s,混合质量比为20∶1,30∶1,40∶1的工况下进行实验,获得了操作风速以及混合质量比对颗粒横向速度及纵向速度分布的影响。研究结果发现:随着表观风速的增加,其横向速度整体增加平缓,中心区粒子总体表现横向速度较小,过渡区粒子流动复杂;轴向速度增加较大,中心区上升颗粒的数量增加,中心区颗粒纵向速度比边壁区增加明显;石英砂与玉米秸颗粒的质量比越大,颗粒横向速度略微增加,中心区向上流动的颗粒及纵向速度显著增加,纵向速度分布更加分散。     

分离器性能对循环流化床锅炉启动过程中床料动态平衡的影响

通过建立循环流化床(CFB)锅炉启动过程中床料的动态平衡模型,研究了分离器效率、临界粒径d99和切割粒径d50对床料粒径动态分布、启动时间和平衡后床料粒径分布的影响.结果表明:d50和d99越小,分离器对不同粒径颗粒的分离效率越高,床料越细,床料质量越高;d50减小,床料动态平衡时间会延长;d99对床料动态平衡的影响反映在初始床料中粒径范围为d99到循环灰颗粒粒径上限的质量分数上,此质量分数越大,则动态平衡时间越短.     

基于微型流化床热重分析的贵州无烟煤焦燃烧特性研究

利用微型流化床热重分析系统对贵州威赫无烟煤焦燃烧特性进行了研究,获得了不同温度、不同粒径、不同O2体积分数下煤焦转化率随时间的变化曲线,并通过数据分析得出煤焦的燃烧反应与氧气扩散间的竞争关系.结果 表明:煤焦的燃烧速率随颗粒粒径的减小而先线性增大,在0.4～0.6mm粒径处发生转折,转折后的燃烧速率随煤焦颗粒粒径的减小而增大的幅度变缓,不同O2体积分数下的燃烧都存在类似规律;对于大颗粒粒径的威赫煤,提高温度不能从根本上改善燃尽情况;粒径小于0.6 mm的煤焦燃烧速率随温度的升高而快速增大,可以通过提高循环流化床床温的方法来提高燃尽率,降低飞灰含碳量;对于粒径大于3 mm的煤焦,提高床温不会增大燃烧速率,增大密相区的O2体积分数可以增大燃烧速率,降低底渣含碳量.     

二维流化床内射流深度的试验研究

研究二维流化床内的水平射流和垂直向上射流。利用图象处理技术得到了水平射流的水平深度和垂直向上深度以及垂直向上射流的射流深度。通过多元线性最小二乘回归,得到了射流深度的关联式。研究了流化数、射流速度、颗粒平均粒径和静态床层高度对射流深度的影响。试验结果表明,流化数和射流速度的增加,射流深度将增加;颗粒粒径增加,射流深度将减小;静态床层高度变化时,射流深度基本不变。发现射流深度决定于射流与乳化相气体和颗粒的动量交换。对水平射流的垂直向上深度和垂直向上射流的射流深度进行了比较。     

高温流化床的流化特性及结焦非流化行为

在 8 0 mm× 30 mm和 80 mm× 10 mm石英流化床中 ,以低温粘结的高密度聚乙烯和聚丙烯 ,高温粘结的玻璃珠为实验物料 ,研究了高温流化床的流化特性及高温下物料结焦产生的非流化行为。结果表明 ,在本文实验条件下 ,Geldart A、B类高温表面粘结物料 ,床层温度小于其最小粘结温度时 ,床层温度增大 ,颗粒的最小流化速度减小 ;Geldart D类高温表面粘结物料的最小流化速度随温度增加而增大。得出了不同温度下颗粒最小流化速度预测式。床层温度大于最小粘结温度时 ,流化床需在较高的表观气速下才能保持流化 ,床层温度愈高床层流化所需的表观气速越大。研究同时发现 ,颗粒物料的粒径减小 ,流化颗粒的最小粘结温度减小。     

高温鼓泡流化床的流化行为

床层温度在20－1000℃范围内,以4种粒径的煤灰为实验物料,研究了不同表观气速下最小流化速度,床层平均空隙率,压力波动标准偏差和主频的变化规律,最小流化速度随床层温度升高而减小;相同床温下,平均空隙率随表观气速升高而增大,不同床温下,压力波动偏差随流化数增加而增大。相同流化数时,B类颗粒的压力波动标准偏差受床层温度变化影响较小,而D类粒子随床层温度升高压力波动标准偏差减小,胡着流化数增加,压力波动主频减小。     

生物质燃料的破碎研究

设计了适合生物质（秸秆）破碎的弯口刀和直刃刀的刀片，及含粗破碎、细破碎和收集装置为一体的破碎系统，试验揭示了生物质的破碎机理。得到的粗破碎产物粒径小于10mm，细破碎产物粒径小于0．5mm。对影响该系统的细破碎产率、破碎粒径的重要因子进行了试验研究，得到了获得经济粒径和产率的相关运行参数，为生物质燃料破碎的工业化和生物质能的开发利用奠定了坚实的基础。     

压力对流化床最小流化速度影响的冷态试验研究

为进一步探明压力对流化床最小流化速度的影响,在内径90 mm的冷模加压鼓泡流化床试验装置上测量了不同粒径的石英砂和陶粒砂两类试验物料在压力0.1～0.6 MPa内的最小流化速度Umf.结果表明:对于陶粒砂颗粒,Umf随压力的增加明显减小,但减小的幅度逐渐变小;而对石英砂颗粒,压力对Umf影响较小.基于厄贡方程和床层受力分析,得到了最小流化速度的计算式,并给出了确定增压流化床最小流化速度的合理计算步骤.计算得出的预测值与试验值吻合较好,相对误差在10%以内.