高效再生器内轴向颗粒浓度分布的数值计算

流化床中轴向颗粒浓度的分布形式与流动区域划分密切相关.本文根据能量最小多尺度(energy-minimization multiscale,EMMS)模型流动区域划分的相关原则,提出了高效再生器内噎塞及非噎塞状态下轴向颗粒浓度S形分布和指数形分布的计算方法,计算结果表明高效再生器内的颗粒浓度随表观气速的减小和固体循环速率的增加而增加,模型计算得到的床层平均颗粒浓度及轴向颗粒浓度分布均与工业测量数据吻合较好.     

双流化床全场气固流动的数值模拟研究

以自行设计的双流化床装置为研究对象.以欧拉双流体模型为基础,采用FLUENT软件对双流化床装置的全场气固流动特性进行数值模拟探究.分析了燃烧炉的流化风量对其内部颗粒分布与运行情况的影响.认为随着燃烧炉底部流化风量的增加,燃烧炉内整体颗粒浓度逐渐降低,靠近出口位置的颗粒上行速度增加.     

加压条件下气固流化床流动特性的CFD模拟研究

本文利用CFX模拟软件,考察了加压流化床内的三维流动特性,分析压力对床层沿床压降、固含率轴径向分布、颗粒速率以及气泡行为等方面的影响。结果表明,升高压力能够提高床层膨胀高度,降低床层固含率。在床层底部,升高压力对中心区域和壁面附近的固含率都会有明显影响,而在床层中部则主要使壁面附近固含率降低。同时,升高压力会明显增加床层底部的颗粒向上和向下速率,并且会使床层内气泡数量增加,气泡会出现频繁的合并与破裂。     

气固鼓泡流化床的放大规律模拟研究

为了揭示流化床的放大规律,对气固鼓泡流化床进行了数值模拟,考察了流化床放大对流化状态、膨胀比、分布板控制区、气泡特性的影响。结果表明:在表观气速不变,床体等比例放大的条件下,床径增大对流化床的流化状态影响较大,当气速低于临近流化速度时,床径越大,膨胀比越小;当气速高于临近流化速度时,不同床径的膨胀比在1.18-1.48范围内波动;分布板控制区受床径增大的影响较小,不同床径的分布板控制区均在分布板以上10-15mm范围内;随着流化床径增大,气泡上升速度逐渐增加,而气泡初始直径受流化床放大影响较小。     

出口结构对循环流化床提升管二维流动模拟的影响

实验表明,出口结构对循环流化床提升管内截面平均空隙率等流动分布有明显影响。目前对提升管出口的二维模拟研究比较多,但大多忽略出口结构对流动行为的影响。本文对内径76mm、高10.2 m的循环床提升管进行了二维模拟,研究不同出口结构对提升管内流动的影响。结果表明,出口结构对提升管出口处的固相循环通量、出口附近轴向浓度分布有明显影响:在侧边出口条件下,径向浓度分布结果呈现非对称分布,固相速度径向分布在出口附近有明显减小。模拟结果与实验值对比也印证了上述结论。     

加压条件下气固流化床计算流体力学模型的建立

乙烯气相聚合流化床反应器广泛用于聚乙烯的生产,针对该体系建立了计算流体力学模型,用以分析流化床内的流动特性。文章进行了灵敏度分析,确定网格数量为53732能够满足计算需求,并且比较了Wen&Yu模型和Gidaspow模型2种曳力模型的计算结果,从床层膨胀比和床层压降上确定采用Wen&Yu模型更加适合该体系。将模拟得到的床层膨胀比、床层压降和临界流化速度3个参数与经验公式计算值继续比较,二者吻合,所建模型为后续流化床流动特性的研究打下良好的基础。     

基于DSM湍流模型的气固圆湍撞击流模拟

采用改进的DSM大涡模型模拟气相湍流流动,采用颗粒轨道模型模拟颗粒运动,在双向耦合气固湍流数理模型基础上,采用蒙特卡洛方法Tanaka模型进行颗粒碰撞计算,取得相同颗粒数量下不同粒径的固体颗粒随湍射流运动对气相射流的调制规律及颗粒弥散规律.结果 表明,较大粒径的颗粒加强了气流刚性,由于颗粒惯性较大,对冲碰撞使颗粒在碰撞滞止点聚集,使流场中颗粒相浓度分布不均;中等粒径的颗粒对气相耗散较小,颗粒受到离心力主导影响,碰撞后仍沿涡的外围扩散;较小粒径的颗粒对气相耗散严重,颗粒跟随性好,大多聚集在涡核内,碰撞后仍随气体向外扩散,在流场中分布均匀.     

基于EMMS的循环流化床三维全循环CFD模拟

对于循环流化床内气固两相流动,三维全循环计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)模拟是最直观可靠的模拟方式。然而,受计算资源和模型的限制,目前的模拟工作大多对构体进行简化,如仅考虑提升管段,或采用二维长方形代替三维构体,或对实际装置几何尺寸进行成比例缩小等等。对几何结构的简化,忽略了出入口、周向结构或返料装置等因素对流动行为的影响,因而计算结果不能准确反映真实流场。采用基于结构的多流体模型(the Structure-dependent multi-Fluid Model,SFM)耦合能量最小多尺度模型(the Energy-Minimization Multi-Scale model,EMMS)修正曳力,完全依据实验参数建立构体和设定边界条件,对中试规模循环流化床进行三维全循环动态模拟。计算结果表明,三维全循环模拟不仅能定性预测快速流态化中典型的上稀下浓和边壁浓中心稀的非均匀分布,定量对比颗粒循环通量、浓度和速度信息与实验值也吻合较好。由于三维全循环模拟不存在几何结构简化,能直接表征真实工况和流场,特别适合于结构复杂的大尺寸工业装置模拟。     

鼓泡流化床流动特性的数值仿真和实验研究

研究鼓泡流化床传热效率优化问题,在不同的初始床层高度下,鼓泡流化床内气固两相流动特性和燃烧效率会发生明显的变化.为研究鼓泡流化床在不同的初始床层高度下的气固两相流动特性,为减少厂用电的消耗和炉膛内的磨损,提出建立脉动进口速度边界条件下的二维鼓泡流化床气固运动模型,对颗粒的流态化进行建模,采用Fluent仿真软件进行仿真.仿真结果和实验表明,随着初始床层高度的增加:气泡直径增大,气体泄漏率减小,床层压力分布基本不变,颗粒相速度增大,流动结构的非均匀性增强,炉膛内磨损增大.仿真结果为优化设计提供了依据.     

基于EMMS曳力的湍动床气固流动CFD模拟

湍动流化床已广泛用于费托合成、FCC催化裂化等工业过程。其主要流动特点是由底部密相鼓泡区与顶部稀相分散区两者构成。由于湍动流化的复杂性,导致目前对该类体系内非均匀结构形成与演化的研究相对较少。近年来,快速发展的计算流体力学方法为深入研究此类流化提供了一种有效的手段,然而传统的双流体模型往往不能成功捕获到湍动流化的复杂结构。为了考虑非均匀结构对曳力的影响,本文提出了一个改进的曳力模型,即将湍动流化床分为3个区域:底部鼓泡区、过渡区和顶部稀相区。其中,底部区采用气泡EMMS曳力模型进行修正,过渡区采用Wen-Yu曳力模型,顶部区采用Schiller-Naumann曳力模型。修正的曳力模型与双流体模型耦合后,再通过FLUENT商业软件平台对湍动流化床内的气固两相流动进行CFD模拟。模拟结果显示,修正的曳力模型可以较好的预测湍动流化床内的流体动力学特征。该曳力模型能够模拟底部密相鼓泡区和顶部稀相分散区的两相共存结构,颗粒浓度在径向分布上为"环-核"结构,模拟的轴向颗粒浓度分布与实验数据吻合较好。     

BIOTC: An open-source CFD code for simulating biomass fast pyrolysis

The BIOTC code is a computer program that combines a multi-fluid model for multiphase hydrodynamics and global chemical kinetics for chemical reactions to simulate fast pyrolysis of biomass at reactor scale. The object-oriented characteristic of BIOTC makes it easy for researchers to insert their own sub-models, while the user-friendly interface provides users a friendly environment as in commercial software. A laboratory-scale bubbling fluidized bed reactor for biomass fast pyrolysis was simulated using BIOTC to demonstrate its capability.     

300MW循环流化床机组机炉协调控制

分析300MW循环流化流化床(CFB)锅炉实际运行情况,介绍机组安全经济运行的协调控制,探讨可行的技术保障措施,以充分发挥循环流化床锅炉的优越性。     

循环流化床锅炉燃烧控制系统的分析和研究

随着国家对环境保护的要求日益提高,循环流化床锅炉（以下简称CFBB）在国内已经得到了广泛的应用,然而在国内的控制领域对于循环流化床的控制仍然是薄弱环节,因此如何加深对生产过程的了解、完善控制策略、提高CFBB控制的自动化水平就变得越来越重要了。根据几年来CFBB运行的经验,对CFBB运行参数的控制与调整作以下分析和研究。并针对CFBB的燃烧机理和以往控制策略的不足,提出一套更为实用的新型的控制策略。     

大型CFB锅炉机组中自动控制技术的应用

本文以神华神东热电公司上湾电厂2×150MW循环流化床(CFB)机组为例,分析大型CFB机组协调控制的难点、重点,经过多项控制方案的改进,提供了CFB机组办调控制成功投入的应用实例,井对其控制方案进行了探讨和分析,为CFB机组协调控制投入的应用提供了参考.     

Borstar双峰聚合反应产品性质分析及模型建立

通过对Borstar双峰聚合反应过程产品性质实验分析,Borstar双峰聚乙烯技术超临界环管反应器生产聚合物熔融指数相对于分子量呈指数规律变化,气相反应器生产的聚合物熔融指数随分子量增加而呈一定规律的减少,聚合物分子量继续增加聚合物熔融指数减少趋势缓慢;在实验分析的基础上,基于聚合反应机理应用MATLAB软件建立工业装置聚合过程聚乙烯熔融指数及密度等产品性质计算模型和确定模型参数,通过模型拟合值和实际值的比较,模型能够准确预测熔融指数和密度的变化趋势,有关聚乙烯在环管中的熔融指数、在流化床内的熔融指数和密度的质量模型相对平均误差分别为2.4%,0.5%和0.3%。通过产品质量预测模型的推导和分析,环管部分熔融指数主要受温度、[H2]/[C2H4]影响;而气相部分熔融指数既受环管聚合物来料性质影响,又受气相反应器温度和[H2]/[C2H4]和[C4H8]/[C2H4]的影响     

循环流化床锅炉燃烧过程的优化控制

针对常规PID控制很难实现循环流化床锅炉燃烧自动控制的问题,介绍优化控制系统在循环流化床锅炉燃烧控制的应用．     

基于循环流化床锅炉特性的115MW发电机组协调控制策略

通过对循环流化床（CFB）锅炉特性的研究,对机炉协调控制策略进行优化,成功地解决了CFB锅炉由于在负荷变动中存在惯性大、参数时变性、强耦合、强非线性和更难控制等特点所带来的问题。     

基于Aspen Plus软件的循环流化床烟气脱硫模型

本文研究和模拟循环流化床烟气脱硫的流程和模型.以微元分析SO2的传质为基础,建立循环流化床烟气脱硫的数学模型,模型用双膜理论分析脱硫反应对SO2传质过程的增强影响,并采用惯性碰撞理论解释浆滴的形成过程.借助Aspen Plus过程模拟平台,用FORTRAN语言编写基于该模型的用户单元模块,模拟循环流化床烟气脱硫工艺,分析Ca/S、增湿水量、塔内颗粒物浓度、水滴粒径等参数对脱硫的影响,模拟计算结果和实验数据的对比显示模型能如实反映实际的趋势.本文为应用循环流化床烟气脱硫技术提供参考.     

萘催化氧化流化床反应器的模型化和优化计算

本文针对萘催化氧化流化床反应器,结合生产现场数据,进行统计分析和回归,建立了萘氧化生成苯酐的转化率预测模型和调优模型,并进行了定量分析和优化计算,得出了一组符合生产实际的最佳操作参数。