循环流化床系统及给水系统的技术改造

流化床燃烧是一种燃烧化石燃料、废物和各种生物燃料的燃烧技术。它的基本原理是床料在流化状态下进行燃烧。一般粗颗粒在燃烧室内上部燃烧。被吹出燃烧室的细颗粒采用各种分离器收集下来之后,送回床内循环燃烧。 循环流化床燃烧系统由流化床燃烧室、飞灰分离器搜集装置、飞灰回送器组成。燃料在燃烧系统内燃烧和大部分热     

基于快速聚沉理论的燃煤颗粒物化学团聚模型

以快速聚沉理论为基础,结合喷雾团聚过程中雾滴和颗粒物的粒子群动力学分析,提出了扩散团聚模型以及喷雾团聚模型.根据模型计算了聚沉速度常数以及不同初始条件对团聚效果的影响.结果表明：当飞灰颗粒直径大于0.1 μm时,可以不考虑颗粒的扩散效应;当飞灰颗粒粒径小于0.1 μm时,扩散团聚比较明显;在相同雾滴直径时,随着团聚剂溶液流量的增加,团聚效率随之增大;在相同雾化质量的条件下,随着飞灰颗粒直径的增加,团聚率越高;相同飞灰颗粒粒径时,随着雾滴直径的减小,团聚效率升高.     

基于颗粒简化动力学方程的液固分选流化床数学模型

利用四阶Runge-Kutta法求解了液固分选流化床内颗粒的简化动力学方程,得到了颗粒速度和位移等随时间变化关系,并搭建了流化试验系统,验证了颗粒简化动力学方程的准确性,其预测的颗粒干扰沉降末速相对偏差基本可控制在5%以内。建立了基于该简化动力学方程的液固分选流化床数学模型,与试验分选结果相比,各密度级颗粒分配率的均方根误差为5.05。利用该模型探究了入料速率对颗粒分离结果的影响,发现入料速率增大导致的床层有效密度与实际分选密度比值减小是该过程中液固流化床分选效率降低的原因。     

振动流化床分选细粒煤的理论研究

对空气重介流化床的似流体特性及流化机理进行了探讨。分析了鼓泡床在分选细粒煤时，煤粒受气泡和在煤粒上方空流区介质沉积的影响。通过对振动介质床的振动参数试验，将振动的流化性能引入流化床。使振动床和流化床的流化性能正向叠加，改善流化床似流体密度的均匀稳定性、从流化床中介质颗粒的受力和运动状态研究入手，增加颗粒的活动能量，提高流化床对细粒煤的分选效果。从理论上和实验上说明，引入振动机制，能抑制和消除流化床     

磷矿颗粒在振动场及添加SiO2的流化特性研究

以平均粒径为60μm、密度为2316kg/m3的磷矿颗粒为物料,采用引入振动场及添加SiO2的方法,在内径为42mm的流化床中,考察了不同振幅、SiO2添加量的情况下,磷矿颗粒的流化性能。实验结果表明:振动场与SiO2均可有效消除活塞流、抑制沟流、减小颗粒间的粘性力,显著改善磷矿颗粒的流化质量。在硅钙摩尔比为3.0时,床层膨胀比最大,临界流化速度最低;此外,随着SiO2添加量进一步的增加或降低,改善效果减弱,流化质量下降。但振幅对临界流化速度影响很小,且床层膨胀比随振幅的增加逐渐增大。采用Richardson-Zaki方程进一步对磷矿-SiO2体系分析的结果与实验现象相符。     

煤焦晶格结构变化对流化床锅炉飞灰残炭生成的影响

利用管式炉和小流化床实验台,考察流化床锅炉飞灰残炭晶格结构变化及不同粒径入炉煤的燃尽时间,结果表明,煤焦晶格结构的变化将影响流化床锅炉飞灰残炭的形成,大颗粒入炉煤可能是飞灰残炭的重要来源。     

空气重介质脉动流化床流化特性研究

为研究脉动流化床的流化效果,对不同脉动气流参数条件下脉动流化床和传统流化床的流化特性进行了对比试验,并分别对流化曲线、流化床床层压降以及床层中心点密度波动进行了分析。结果表明,脉动流化床在临界流化状态时,床层压降变化平稳,流化曲线不会出现凸峰。脉动流化床中床层压降波动显著小于传统流化床,其床层密度的稳定性更高,相同流化数（流化床工作气流速度与起始流化速度的比值）时,脉动流化床具有更低的床层密度。     

循环流化床内煤矸石一维燃烧模型

为研究煤矸石在循环流化床锅炉内的燃烧性能,建立了预测煤矸石在锅炉内燃烧后的飞灰底渣残炭量的一维燃烧数学模型。建模采用"小室模型"的方法,将炉膛沿高度方向划分为多段小室,分别建立了质量平衡、动量平衡和组分平衡方程,计算得到了煤矸石燃烧特性沿炉膛高度的一维分布结果。与其他煤矸石燃烧模型不同的是,该模型详细考虑了锅炉内部气固流动、多孔介质传质和化学反应过程,并且耦合了颗粒在循环流化床锅炉的一维停留时间分布模型,模拟了颗粒在炉膛内部的流动过程。通过对模型的计算,得到矸石在循环流化床锅炉中的燃烧速率控制因素,以及矸石燃烧后的飞灰底渣残炭量与矸石物性参数和锅炉运行参数的关系。利用该模型计算并分析得到:矸石燃烧速率由灰层传质速率控制;选取灰层孔隙率大的矸石、增大锅炉热负荷、选取7m/s的风速、投入100~1 000μm的颗粒燃烧效率最高,飞灰或底渣残炭量最低。     

循环流化床锅炉飞灰的分形特性

为分析循环流化床飞灰的微观特性,以某480 t/h循环流化床锅炉为研究对象,通过压汞仪和扫描电镜研究其飞灰的分形特性。研究结果表明,循环流化床锅炉飞灰含碳量随粒径的分布具有峰值特性,在37μm处,含碳量达到最大值(峰值区),48~78μm为低含碳区。飞灰具有良好的分形特性,压汞仪测得的峰值区飞灰颗粒孔比体积、比表面积和孔隙率较大,而其分形维数较小(2.227),低含碳区飞灰分形维数为2.694。峰值区飞灰颗粒为致密的实心体,低含碳区飞灰颗粒为蜂窝状。基于SEM图像计算的分形维数与基于压汞实验所得的飞灰分形特性结论一致。     

底部粗重颗粒层对流化床流化特性的影响

研究床层底部粗重颗粒层对气固流化床流化特性的影响。以0~0.300 mm磁铁矿粉为加重质,不同粒度的玻璃球模拟粗重颗粒层,对比不同粗重颗粒层条件下的床层流化特性、压降变化特性。结果表明:底部粗重颗粒层堆积会减小流化床的临界流化气速,使床层提前进入稳定流化状态,影响流化床的分层特性。当玻璃球粒度为12 mm,层数为2层,流化床的分层作用最弱,床层的垂直压降波动标准差为2.55 Pa,流化效果良好。