多层筛板流化床料层均匀性的研究

研究了顶层进料均匀性、进气及排气方式对多层流化床流化料层高度均匀性的影响。结果表明布料越均匀,上中两料层高度越接近,且在低气速下易于形成较良好的流化层,但随着气速增大,其影响逐渐减弱;在低气速下进气方式对中下两料层均匀性有较大影响,但随气速增大影响也减弱,底部进气方式更易达到较好的料层均匀性;多釜串联模型可以很好的模拟多层流化床内的流动混合情况。     

多层振动流化床干燥机工作原理及特点

多层振动流化床干燥机是化工产品干燥的一种新型设备，是单层流化床干燥机的一种改进形式。这种干燥机在干燥箱结构，孔板结构及调整等方面，比以往干燥设备具有极大改进。本文从振动和风力两个角度出发，着重介绍了这种干燥机的工作原理，物料的运动情况和干燥过程，明确分析了它的特点和应用。     

多层流化床分级性能研究

根据流态化分级与液体蒸馏间的类似性，对流态化分级性能及分级塔塔效率进行了研究。实验结果表明：流化分级效果十分明显，分级塔塔效率与分离因子有关，其相关曲线与精馏中塔效率与相对挥发度的关系曲线相似。     

多层三相流化床流动特性的研究

针对多层三相流化床进行冷模试验,以饱和KCl溶液为示踪剂,采用电导法测定不同液速、气速和固相浓度条件下液相流体在床内的停留时间分布曲线、平均停留时间。采用多釜串联模型得到模拟参数以及其返混特性随着各操作参数变化的情况。结果表明：液相速度对平均停留时间影响显著,随液速增大而急剧减小;气速和载体对平均停留时间影响较小,随着气速和载体量增加平均停留时间均呈下降趋势。液相返混程度随气相速度增加而增加,随液相速度和载体含量的增加而减小。     

多层振动流化床干燥器在活性炭干燥中的应用

介绍振动流化床及多层振动流化床干燥器的工作原理和结构及其优点,并分析了现有活性炭中生产应用的几种干燥设备的优缺点。     

带导流管多层流化床流体力学特性实验研究

多层流化床的应用范围受操作可调性和稳定性等因素限制。在改变传统筛板结构的基础上,研究了传统穿流板多层流化床和导流管多层流化床床层压降随表观气速和进料速率的变化规律,实验结果表明,导流管多层流化床不仅大幅减小了床层压降、提高了床体处理能力和可调范围,而且也改善了物料的流化质量。此外,当料层达到一定高度时,导流管多层流化床还具有喷动流化床的特性,同时导流管还具有溢流物料的作用,进一步加大了气固传质效率和床体处理能力。在流体力学分析的基础上,推导出导流管多层流化床床层压降的关联式,得到了床层压降随进气气速和进料速率的关系,与实验数据基本吻合。     

多层流化床离子交换软化水系统在化工生产中的应用

多层流化床离子交换系统主要用于工业锅炉用水的软化以及无阳离子水和纯水的制备。本文介绍了该系统的基本原理、工艺过程的设置等。     

多层圆振动流化床干燥机用于氢氧化锂干燥的研究

对多层圆振动流化床干燥机用于氢氧化锂的干燥进行了实验研究。得出了颗粒的停留时间与振动强度以及颗粒湿含量的关系,测出氢氧化锂在多层圆振动流化床干燥机中的干燥特性,并与该颗粒物料在箱式烘箱中的干燥特性进行比较。结果表明：颗粒的临界湿含量,在静态及振动流化床条件下,基本相同;但对于等速干燥速度,多层圆振动流化床条件下是静态条件下的22倍左右。这对了解多层圆振动流化床干燥机的干燥机理,以及对其进行放大设计,具有一定的参考价值。     

带束层脱层对轮胎均匀性的影响

发生在钢丝带束层之间的脱层对轮胎在低速和高速运行时测得的所有均匀性参数有影响。在研究的两种速度条件下，径向力和横向力与脱层宽度无关，均随着脱层长度的增大而增大。高速运行条件下测得的纵向力表明，纵向力随着脱层长度的增大而增大，脱层的宽度对纵向力也略有影响。     

双尺度均匀化方法研究循环流化床气固两相流动

提出循环流化床气固两相流时空多尺度结构计算的双尺度均匀化方法(Two-scaleHomogenization Method),通过逐级递推计算出宏观、介观乃至微观尺度下的气固两相流体力学物性参量的局部涨落,研究尺度间相互作用规律及对气固两相流动宏观特性的影响.     

Effect of temperature on gas bypassing and solids circulation rate in an internally circulating fluidized bed

The effect of bed temperature in the annulus region on gas bypassing from annulus to riser and solids circulation rate has been determined in an internally circulating fluidized bed. The bed voidage in the annulus region increases with increasing temperature. The average fractions of gas bypassing of annulus gas are 59.4% and 87% at room temperature and high temperature (400°C to 800°C), respectively. Solids circulation rate increases with increasing annulus gas velocity, but is nearly independent of riser velocity. Solids circulation rate increases with increasing temperature.     

流化床密相区颗粒扩散系数的CFD数值预测

应用离散颗粒模型直观获得颗粒运动情况,并从单个颗粒和气泡作用的角度分析颗粒运动和混合,证实气泡在床层中上升、在床层表面爆破以及气泡上升引起的乳化相下沉运动对颗粒混合起关键作用。应用基于颗粒动理学的双流体模型系统地对床宽分别为0.2、0.4、0.8 m的二维流化床在鼓泡区和湍动区的气固两相流动行为进行数值模拟。受离散颗粒模型启发,在双流体模型计算结果基础上,引入理想示踪粒子技术计算床内平均颗粒扩散系数。计算结果表明,颗粒横向扩散系数(D_x)总体上随流化风速增大而增大,但受床体尺寸影响较大;颗粒轴向扩散系数随流化风速增大而增大,受床体尺寸影响较弱。文献报道的密相区颗粒横向扩散系数分布在10^-4～10^-1 m²·s^-1数量级。本文提出的计算方法在数量级上与文献实验结果吻合,表明在大尺寸流化床且高流化风速下,颗粒横向扩散系数远大于小尺寸鼓泡流化床,为不同研究者实验结果的分歧提供了理论依据,也为预测大型流化床内颗粒扩散速率提供了放大策略。     

旋流筛板式气固挡板流化床内压力脉动特性

在表观气速Ug=0.04~1.14 m/s时,采用旋流筛板构型的挡板式内构件,通过对比分析旋流筛板式气固挡板流化床与自由床内流动现象、压差脉动标准偏差和压力脉动标准偏差等参数,确定了旋流筛板式气固挡板流化床能有效破碎气泡的流动与操作条件。结果表明,构件下方区域颗粒随表观气速增加而不断转移至构件上方床层,造成构件下方区域密相床层高度持续降低,该区域出现3种流动状态并直接决定构件是否能破碎气泡。当Ug<0.44 m/s时,构件下方区域密相床层料位较高,形成下部为密相床层、上部为密相与大气泡交替通过构件的鼓泡床,此时构件具有抑制气泡生长并破碎气泡的作用,全床压差脉动及压力脉动标准偏差低于相同条件下的自由床;当0.44≤Ug<0.66 m/s时,密相床层料位较低,形成下部为密相床层、上部为单一稀相的湍动床,此时构件不再直接抑制气泡生长或破碎气泡,但构件下方密相床层的存在能降低构件下方及构件上方一定高度内床层的压力脉动强度;当Ug≥0.66 m/s后,密相床层完全消失,形成气体为连续相的稀相流化状态,构件不能破碎气泡、降低床层压力和压差脉动强度。     

S型垂直筛板流化床的性能

在S型垂直筛板流化床中,以FCC催化剂和空气作为流化介质,对垂直筛板流化床的流化性能进行冷模实验研究,考察了板孔气速、固体循环量和帽罩结构对床层压降和帽罩提升量的影响,用提升量收集器测量帽罩提升量。实验结果表明,床层压降随板孔气速和帽罩底隙高度的增加而增加,而随塔板开孔直径、帽罩开孔直径和开孔率的增加而下降。帽罩提升量则随板孔气速、固体循环量、塔板开孔直径及帽罩底隙高度的增加而增加;随帽罩开孔直径的增加,提升量先增加后下降。     

流化床内颗粒混合研究

分析了流化床内颗粒混合机理，综合了床内水平方向和垂直方向上颗粒混合，将床内颗粒混合过程分成两部分：一是向上运动的尾迹相和向下运动的乳化相之间的对流交换，二是乳化相内横向扩散。建立了二维的对流扩散模型，数值结果和实验数据吻合。     

Microstructural aspects of the flow behaviour in a liquid—solids circulating fluidized bed

The local instantaneous and time‐average suspension densities were determined in a 76 mm diameter by 3 m tall liquid‐solids circulating fluidized bed riser using a fibre‐optic probe. Attempts were made to qualify the microflow structure through statistical analysis of the local bed voidage fluctuations obtained under different operating conditions for the first time. The results show that local microflow structure is uniform in the axial direction but non‐uniform in the radial direction with more flow fluctuation near the wall than in the core of the column for a given axial position. The standard deviation and intermittency index tend to increase with increasing solids circulating rates. Comparing with the gas—solids CFB, the liquid—solids CFB shows much more homogeneous flow structure in both the axial and radial microscopic flow behaviours. The microflow behaviours in the conventional liquid—solids fluidization, liquid—solids circulating fluidization and dilute‐phase liquid transport regimes are also characterized by examining the probability distribution and the intermittency index of the solids holdup.     

新型催化裂解快速流化床内颗粒浓度分布实验研究

催化裂解反应器是石油深度加工的重要反应器,采用实验方法对新型快速床催化裂解反应器内气固两相流动特性进行了研究,测量了床层内颗粒浓度分布,考察了气体流量对床层轴向和径向上颗粒浓度分布的影响。实验结果表明,床层轴向上颗粒浓度呈现下部稠密上部稀疏的分布规律;当气体流量较低时轴向颗粒浓度呈S形分布,高气量下呈现指数函数形分布,即反应器上部区域的颗粒浓度分布影响较小;床层径向颗粒浓度分布呈现中心稀、边壁浓的特征,且增大空气流量,径向分布趋于均匀。在一定操作条件下,与传统提升管相比,新型快速床颗粒浓度显著提高。     

Quantifying lateral solids mixing in a fluidized bed by modeling the thermal tracing method

Thermal tracing is a simple method for studying solids mixing in fluidized beds. However, the measurement of temperatures is influenced by both mixing and heat transfer, which limits its usefulness for inferring mixing quantitatively. In this work, a semiempirical model is developed to quantify lateral solids mixing in fluidized beds. The model couples the tracer mass balance, the enthalpy balance of tracers and bed particles, and the response dynamic of thermometers. A series of tests is pezrformed in a lab‐scale fluidized bed, with particle sizes of 0.28–0.45, 0.45–0.6, 0.6–0.8, and 0.8–1.0 mm, and fluidizing velocity from 0.3 to 2.3 m/s. By evaluating the measured transient temperatures using the model, the lateral dispersion coefficient (D_sr) is determined to be between 0.0002 and 0.0024 m²/s. Its reliability is confirmed by bed collapse experiments. Finally, the values of D_sr is compared with a collection of data in the literature. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012     

湍动流化床过渡段固含率分布特征的实验及数值模拟

在湍动流化床中,过渡段对于包括甲醇制烯烃在内的气固催化快反应有着重要的作用。采用PV6D反射型光纤探针对内径95 mm的湍动流化床内过渡段的固含率分布和脉动参数进行了测量,分别考察了表观气速和静床高的影响,并采用修正的基于颗粒动力学的三段曳力双流体模型进行模拟。实验表明,湍动流化床过渡段中固含率的轴向分布呈现S型和指数型两种类型,固含率轴向与径向分布都在过渡段内出现最大梯度,表明过渡段中固体浓度分布比稀相段和密相段更不均匀。表观气速和静床高的变化将导致S型和指数型分布的相互转变,并且对过渡段底部与壁面附近的固体高浓度区影响最为显著。局部固含率脉动概率密度分布表明,在静床高较小时,随着气速的增大,床层下部气含率最大值位置将从中心区移动至环隙区,呈现气含率的双峰型分布。本文提出的修正三段曳力模型考虑了颗粒团聚的影响,对过渡段中分布板影响区之外的固含率分布均能较好地模拟。