液固外循环流化床起始外循环液体流量的实验研究

为外循环流化床换热器的设计计算提供依据,以喷嘴为颗粒循环装置的液固外循环流化床换热器为研究对象,考察了颗粒直径、口径比、喷嘴安装位置、颗粒初始加入量及流体粘度对起始外循环液体流量的影响;得出了稳定操作情况下,液固外循环流化床换热器起始外循环液体流量与上述因素之间的经验关联式.结果表明:计算值与实验值吻合较好.     

基于机器学习的气固流化床最小流化速度预测

气固流化床以其高效、可灵活操作等优点广泛应用于煤化工、煤燃烧和煤炭分选等领域。最小流化速度作为气固流化床最主要的操作参数之一,与流化床的操作设计紧密相关。现有的最小流化速度预测模型大多为经验或半经验公式,其准确性和便捷性还存在较大问题。为准确预测气固流化床最小流化速度,基于机器学习建立气固流化床最小流化速度预测模型,并探索模型的内部信息。从颗粒性质与设备条件等方面综合考虑,研究气固流化床的最小流化速度,以系统评估对最小流化速度的综合影响。采用随机森林模型验证了其预测最小流化速度的可行性,并考察了设备参数、颗粒密度和颗粒粒度3个影响因素在预测最小流化速度时的相对重要性。结果表明,最小流化速度与颗粒粒径、颗粒密度和床体直径均呈正相关,皮尔逊相关系数分别为0.79、0.31、0.14,颗粒粒径与最小流化速度相关性最强。随机森林能够根据颗粒性质(密度、粒度)与床体直径准确预测最小流化速度,模型的决定系数达到0.875。特征相关性分析揭示了各特征因素对目标变量的影响方式,颗粒粒度与最小流化速度相关性最强,为预测气固流化床最小流化速度提供借鉴。     

高温流化床中IHI灰样的临界流化速度研究

在D82的不锈钢高温流化床实验台中,以IHI灰样作为实验物料,研究了高温流化床的临界流化速度,结果表明,对于属于B类粒子的IHI灰样,温度由常温升高于1000℃时,雷诺数小于40,流化床运动处于层流运动区范围,随着床层温度升高,物料颗粒的最小流化速度减小,根据实验结果提出了预测不同温度下的该灰样题粒最小流化速度式。     

液固外循环流化床换热器主压降的实验研究

以喷嘴为颗粒循环装置的液固外循环流化床换热器为研究对象,考察颗粒直径、口径比、喷嘴安装位置、颗粒初始加入量及流体黏度对主压降的影响,得出了稳定操作情况下,液固外循环流化床换热器主压降与上述因素之间的经验关联式,计算值与实验值吻合较好,为外循环流化床换热器的设计计算提供依据。     

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...     

单组分颗粒振动流化床的流体力学研究（2）──床层膨胀和起始流化速度

本文在振动流化床中研究床层膨胀和颗粒的起始流化速度,分别研究颗粒物性、振动特性（频率、振幅）和静止床层高度对它们的影响,根据不同的振动条件下Ｇｅｌｄａｒｔ’Ａ、Ｂ、Ｄ类１３种物料起始流化速度的实验结果,关联了实验条件下起始流化速度的计算式,此计算式对振动流化床的设计具有指导意义。     

喷嘴对液固外循环流化床内含固体积分数的影响

设计了实现液固外循环流化床中颗粒正常循环的关键部件——喷嘴,利用CCD图像采集分析系统,获得了其换热管束内固体颗粒的分布情况,考察了液体流量、口径比、喷嘴安装位置、颗粒直径、颗粒初始加入量以及液体黏度对液固外循环流化床换热器管束内含固体积分数的影响。结果表明:口径比及喷嘴安装位置对提高管束内的含固体积分数都存在一个最佳值,颗粒直径、颗粒初始加入量以及液体黏度对管束内含固体积分数也具有较大的影响,同时还通过对实验数据的综合分析,得到了喷嘴在最佳安装位置下液固外循环流化床内含固体积分数的经验关联式。     

大颗粒振动流化床颗粒临界流化速度研究

建立了带内置水平管的振动流化床,并以颗粒状磷酸一铵为实验物料对带内置水平管的大颗粒振动流化床颗粒临界流化速度进行了实验研究。结果表明,振动的引入对颗粒临界流化速度有着明显的降低作用;同样床层条件下振动频率和振幅越大,床层临界流化速度越低;振动对小粒径颗粒的影响稍强于大粒径颗粒;由实验数据拟合出用于预测该类流化床临界流化速度的经验公式,公式与实验数据吻合良好。     

振动流化床临界流化速度理论预测与实验研究

根据振动流化床床层动力学特性,提出了第一、第二流化段,第一、第二临界流化速度的概念.从流化床临界流化速度的定义出发,得出了振动流化床第一临界流化速度数学模型.在二维振动流化床内,以不同粒径的玻璃珠为床料进行实验研究,分析了振动和其它操作条件对临界流化速度的影响,通过实验数据关联得到了振动能量传递系数的数学表达式,并将模型预测与实验结果进行了对比.结果表明振动强度增加,第一、第二临界速度均减小,振动对第一临界流化速度影响更显著,当振动强度超过1.57后,不通气体床层也能流化,第一临界流化速度降为零,模型预测与实验结果有较好的一致性.     

气固移动流化床干燥器流化与传热特性研究

以不同粒径的分子筛颗粒与炼焦煤颗粒为原料分别在气固移动流化床干燥器内进行了双组分颗粒分级流化行为特性与气固间传热特性的实验研究。考察操作气速、颗粒直径与不同粒径配比的变化以及搅拌转速对床层阻力的影响,并对流化状态加以描述分析,研究了干燥器气固间传热特性,得出了相应的表面传热系数关联式,计算值与实验值的误差小于15％。     

循环流化床蒸发器中的压降与颗粒分布的研究

为研究汽-液-固三相多管循环流化床蒸发器中的压降和颗粒分布特性,设计并构建了汽-液-固多管循环流化床蒸发系统。利用压力传感器、CCD图像采集和数据处理系统,研究了液体循环流量、热通量、颗粒加入量等参数对于加热管束中压降和颗粒分布的影响。结果表明：随着液体循环流量和颗粒加入量的增加,颗粒分布的不均匀度明显降低,管束压降变大;随着热通量的增大,颗粒分布的不均匀度降低,管束压降呈现波动状态,但管束压降值始终小于加热功率为0时的值。     

气固搅拌流化床的床层压降

通过测定搅拌流化床的压降与表观气速的关系，研究了搅拌转速和桨叶形式对流化状态的影响。发现水平搅拌桨叶更有利于破碎气泡，增强气固接触；垂直桨叶则趋于诱导气泡的产生与长大。在流态化阶段，床层压降保持定值，该定值与搅拌转速和叶片形式没有关系。     

提升管循环流化床气,固局部滑落速度的分布

本研究采用光纤激光多普勒测速仪（ＬＤＶ），通过两列信号处理系统，同时测定了气体和颗粒局部速度，研究了低密度循环流化床提升管内局部滑落速度的变化规律。实验结果表明，提高颗粒循环速率，在任一径向位置的气固滑落速度均增加；提高气体表观速度，反而使气固之间局部滑落速度减小。由于固体颗粒在近壁区的团聚行为，在近壁区气、固局部滑落速度出现一个极大值。     

低密度循环流化床局部颗粒速度的轴径向分布的研究

在高8m,内径186mm的循环流化床中,利用光纤激光多普勒测速仪测量了FCC颗粒的局部速度沿轴径向的分布。实验结果表明:局部颗粒速度沿径向分布是不均匀的,床中心区域分布比较平坦,近壁环形区域分布较陡,颗粒沿轴向运动有较长的加速段。由实验数据回归得到预测低密度循环流化床局部颗粒速度的经验关联式。     

循环流化床提升管压力瞬时波动研究

在φ0.4m×9.1m循环流化床提升管中采集了分布板以上不同轴向高度的气体压力瞬时波动信号,并利用统计方法和功率谱进行分析。结果表明,在相同操作气速条件下,固体颗粒循环速率越大,在同一轴向位置,压力平均值越大;在相同操作条件下,压力标准偏差随轴向高度的增加而减小;功率谱谱图中存在一个明显主频。     

Bottom Bed in Circulating Fluidized Bed Combustor

Theoretical Foundations of Chemical Engineering - A bottom bed, similar to a heterogeneous fluidized bed, in a circulating fluidized bed combustor is considered. It is shown that the formation of...     

新型液固循环床提升管颗粒速度径向分布的实验研究

新型液-固循环流化床与常规液-固循环流化床的区别在于提升管底部入口结构和顶部出口结构的不同.实验装置为φ80×8000 mm有机玻璃床,新结构可在较高表观液速和较高颗粒循环速率下操作.利用光纤速度测量仪测量床内颗粒速度径向分布,得到了颗粒速度径向分布规律.通过对实验结果分析发现,新型循环流化床颗粒速度径向分布与较高的表观液速和颗粒循环速率以及由此引发的较大的边壁效应密切相关.     

内构件流化床内颗粒停留时间分布及压降的研究

在一内径100 mm设有数块水平挡板、底部连续加料与上部溢流排料的流化床内,采用粒径为0.04～1.0 mm的精钛矿颗粒,进行了加料速率、流化气速以及内构件间距等不同因素对物料在床内停留时间及压降影响的实验研究,发现在气固并流向上的流化床内增设水平挡板且d/H=1时,可形成稳定流化状态.研究结果表明流化床中的持料量主要取决于流化气速,平均停留时间随流化气速和进料速率增加而降低.平衡时床内颗粒平均粒径大于进料颗粒的平均粒径,使得床内小颗粒停留时间减少,大颗粒停留时间延长,可满足各种粒度颗粒所需的反应时间.通过简化经验公式计算表明,大而重的颗粒趋于沉积床底,小而轻的颗粒趋于漂浮床顶.实验数据可为此类床型用于气固相加工提供有益参考.     

气固固循环流化床密相床层压力脉动研究

在不同实验条件下研究了气固固循环流化床密相床层的压力脉动。压力脉动的情况表明：细颗粒的循环及循环量对粗颗粒的流体力学行为有很大影响。气速越低,影响程度越大。     

Solids Holdup of High Flux Circulating Fluidized Bed at Elevated Pressure

Experimental studies on the solids holdup of a high‐flux circulating fluidized bed (HFCFB) at an operating pressure up to 0.5 MPa were carried out. The effects of operating pressure, solids mass flux and superficial gas velocity on the solids holdup distribution were systematically tested. It was found that the solids holdup at elevated pressure increases with increasing solids mass flux but decreases with increasing superficial gas velocity, which is similar to the trends at atmospheric condition. As a result, the condition of a high‐density circulating fluidized bed (HDCFB), i.e., solids holdup in everywhere of the riser is larger than 10 %) is easier to be achieved at elevated pressure than in a HDCFB operated at atmospheric pressure. In the current work, the condition of a full HDCFB with Geldart group B particles has been achieved successfully at 0.5 MPa.