三系列悬浮预热系统热效率的理论研究

三系列预热系统是将三列自下而上并行的气流与自上而下逐级串行的料流结合为一体的新型预热器系统,该构成方式能够显著提高预热器单体内的固气质量比.对三系列悬浮预热系统,从质量和热量平衡的基础出发,建立了三系列五级预热系统的数学模型及热效率表达式.并利用matlab编程计算出了热效率的数值解,计算结果表明:固气比的增加,系统热效率出现峰值;一级旋风筒的分离效率对热效率的影响最为显著,其他各级旋风筒的影响相对有限.为三系列悬浮预热系统的研发提供基础理论依据.     

高温高固气比条件下旋风预热器总分离效率的研究

在温度高达840℃,固气比高达2.54的条件下,对旋风预热器总分离效率进行了实验,研究了温度、固气比和风速对旋风预热器总分离效率的影响,根据实验数据回归分析,得到了回归方程.填补了高温高固气比条件下旋风预热器总分离效率研究的空白.     

预分解窑系统的数值模拟

对预分解窑系统,包括5级旋风预热器和分解炉的“气-固”两相流进行了数值模拟,气相采用基于各向异性的RSM湍流模型,颗粒相采用拉格朗日坐标系下的随机轨道模型．通过对结果的分析计算,得到了各级预热器单体的分离效率和颗粒在系统内的停留时间;并将计算结果与实际设计参数进行比较,表明该模拟研究能够对预分解系统实际情况进行模拟,可用来分析出旋风预热器和分解炉的性能和优缺点,针对缺点进行分析和优化．     

撒料装置对预热器换热管内压力损失影响的试验研究

根据气固两相流在预热器换热管内的运动规律,设计开发了三种不同结构参数的撒料装置.对装有三种撒料装置的预热器换热管内的压力损失进行了试验研究,结果表明:随着固气比Z的增大,换热管内压力损失均不断增大.在不同风速、不同固气比条件下,装载三种撒料装置都起到了分散粉体物料,减小换热管内压力损失的作用,2#撒料箱降低换热管压力损失的效果最显著,降阻幅度最大可达到30%;3#撒料箱的降阻幅度可达到20%;1#撒料箱最低,但仍可达到15%.随着固气比的增大,三种撒料装置降低压力损失的作用越明显.     

华润水泥公司某旋风预热器换热过程的数值模拟

针对华润水泥公司一条5 800 t/d生产线水泥预分解系统中的旋风预热器C1单体建立全尺寸几何模型,对旋风预热器内气、固两相传热过程进行了数值模拟。其中,气相湍流模型采用雷诺应力模型,气、固两相流采用Eulerian多相流模型。相关模拟结果从工业测试数据得到了验证,取得了实验数据和模拟数据之间的合理一致性。模拟结果表明：旋风筒的整体换热效率为91.2%,绝大部分气、固换热在换热管内完成,占总换热量的80.8%。换热管内气、料混合效果以及短路流现象是制约该旋风筒换热效率的主要因素。     

旋风筒中磷石膏颗粒浓度分布的数值模拟

采用FLUNT软件对旋风分离器气固两相流进行数值模拟,应用雷诺应力模型和欧拉-欧拉模型对冷态下磷石膏在旋风筒中的浓度分布进行了研究,模拟结果与实验结果对比,有较好的吻合,说明模拟结果有较好的预报精度。模拟分别考察了风速、固气比和排料口直径对分离效率和截面浓度分布影响。模拟结果表明:增大风速,对于分离效率和径向上浓度分布影响较小;固气比增大分离效率提高,且颗粒浓度增大;排料口直径对分离效率和截面2的浓度分布影响明显。优化操作条件为:旋风筒下料口直径为50 mm,风速17 m/s、固气比2.25 kg/m~3,此时分离效率达94.2%。     

高温高固气比条件下旋风预热器分级分离效率的研究

在温度分别为15℃、200℃、400℃、600℃、800℃,固气质量比分别为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5,风速分别为14 m/s、16 m/s、18 m/s、20 m/s、22 m/s、24 m/s的不同条件下,试验研究温度、固气比和风速对旋风预热器分级分离效率的影响,结果表明:物料颗粒直径dp≤1μm时,分级分离效率很高;临界粒径随着风速的提高而减小,随着固气比的增加而减小;临界粒径随着温度的升高逐渐增大,400~600℃时达到高点,随着温度的继续升高临界粒径反而变小.     

脉冲式气流干燥器的操作优化

针对脉冲式气流干燥器,建立了以能耗最低为目标函数的数学模型,以空气预热温度、入口气速和固气比作为可变参数进行了模拟计算,模拟结果与实验结果符合较好,在此基础上,编制了模型寻优程序,计算得出了最佳操作条件。     

水泥预热生料的分解率与其粒度分布之间的关系

新型干法水泥生产在预热和预分解过程中，随着生料分解率的变化其粒度分布也会产生变化。作者用实验的方法研究了这种变化规律，对于研究该变化对气固分离、气固间传热以及化学反应的影响，进而正确地指导预热和预分解系统的设计，都有着十分重要的意义。     

水泥预热生料的分解率与其粒度分布之间的关系

新型干法水泥生产在预热和预分解过程中，随着生料分解率的变化其粒度分布也会产生变化。作者用实验的方法研究了这种变化规律，对于研究该变化对气固分离、气固间传热以及化学反应的影响，进而正确地指导预热和预分解系统的设计，都有着十分重要的意义。     

旋风预热系统内物料定常运动分析

用质量平衡的方法研究了均衡操作条件下，旋风预热系统内物料的定常运动规律。工作基理论生料自上而下依次经过各极热管和预热器落入窑内，各级预热器飞灰在本级与上级预热器之间做循环运动，其质量流量与成分均为恒定值，此规律用图简明示出。     

再压缩与部分冷却二氧化碳布雷顿循环热效率对比分析

随着能源技术的迅速发展,超临界二氧化碳发电相关理论和技术的研究得到了越来越广泛的关注。为了探究各参数变化对热效率的影响,基于超临界再压缩二氧化碳布雷顿循环系统和部分冷却系统,进行热效率对比分析。以初压、初温、分流系数、预压压力和预热温度为变量条件,研究再压缩与部分冷却系统的循环效率变化规律,并对两系统各设备的?损以及系统最佳循环效率进行对比。结果表明,初温初压和分流系数对热效率有较大影响。两系统一定存在最优分流系数使得系统达到最佳效率;在一定条件下,初温越高循环效率越高,而初压越高循环效率先增大后减小。循环系统初温720℃,初压20 MPa以下时,部分冷却系统比再压缩系统拥有更高的循环效率,且回热器和冷凝器拥有较低的?损。     

水泥回转窑旋风预热器系统的热态模拟分析

本文在考虑比热作为温度的函数下,研究了旋风预热器系统的热性能。建立了描述水泥预热煅烧系统的数学模型,并以此计算了各级旋风预热器的物料量和粉尘量,分析了它们对系统温度分布和热耗的影响。利用同一模型阐述了五级旋风预热器系统的优越性。     

立筒预热器冷模试验及其分析

带有立筒预热器的水泥回转窑,具有对原料适应性强、热耗低、操作简易等特点。 为了提高杭州水泥厂的立筒预热器热交换效率,我们根据该厂的原有带一级旋风筒的立筒预热器和准备改建成带两级旋风筒的立筒预热器按1:10的比例缩小在实验室做成冷模试验台。以相似理论为基础进行大量的冷模试验,以摸清生料在立筒预热器中的运动情况。 根据相似理论的准则,对试验所取的参数进行了ρ/ρ_α,W/W_α,雷诺准数,傅鲁德准数,斯托克斯准数和欧拉准数等的验算。 采用不同立筒风速和不同尺寸的缩口组合,对粉料在立筒中的分散度、分离效率和停留时间等进行试验对比,最后定出最佳的风速范围和立筒缩口尺寸组合,并证明了带两级旋风筒的立筒预热器的热交换和分离效率均较带一级旋风筒的立筒预热器的为佳。     

立式联苯炉风机供热系统改造

联苯炉是向聚合工艺提供热量的加热装置,与卧式联苯炉相比,立式联苯炉的热效率较低.通过对联苯炉风机预热器的改造,提高了立式联笨炉的热效率,达到了节能降耗的目的.     

气力输送系统中加速区气固两相流动特性的研究

对气力输送系统中具有不同初始状态的固粒群在加速区的气固两相流动进行了数值模拟.气流场采用修正的k-ε湍流模型进行计算,利用相间滑移数值方法(IPSA)求解全流场的Navier-Stokes方程,并推导求解了在时间模式和空间模式下具有不同初始速度的固粒群的运动解析关系.通过分析解析关系和数值模拟结果发现,初始气固速度比与固粒加速区的运动高度相关,但与稳定运动无关;最终运动速度取决于摩擦条件和悬浮运动速度;加速区固粒作变加速运动;初始速度比决定了中心区加速度;近壁区变速运动与初始速度比和壁面摩擦相双因素有关.     

多孔介质预混燃烧气固温度分布特性试验研究

为研究多孔介质燃烧、传热和生成物特性，采用非接触式红外测温仪对多孔介质预混燃烧室中气、固两相温度分布进行了试验研究.结果表明预混气体在多孔介质中燃烧时，气相和固相的温度是不同的，存在－60～+100 K的温差.试验得到了不同当量比、热流密度和孔径下的燃烧室气、固温度分布.在火焰前缘，固体骨架的温度高于多孔介质内气体的温度，对气体有预热作用；在火焰后缘，气体温度高于固体骨架温度，对固体骨架有蓄热作用.当量比降低，气、固温差波动变小；当量比不变，热流密度增大，气、固温度差值在轴向长度方向变化小.     

热化学硫碘开路循环制氢系统的设计与模拟

为了对热化学硫碘开路循环制氢系统进行优化设计及热效率评估,利用大型化工流程模拟软件Aspen Plus对硫碘开路循环联产氢气和硫酸系统进行设计和模拟,计算质量、能量平衡及热效率.在考虑泵功和废热回收的情况下,开路系统的最高计算热效率达到66.2%.其次,利用灵敏度分析,分别考察HI精馏塔回流比、精馏塔压力、HI相循环量、HI分解率和产品硫酸质量分数5个设计参数对系统效率的影响.结果显示,HI相循环量和精馏塔回流比是影响系统效率的主要因素,其他参数对效率影响较小.通过优化本生反应操作条件可显著减少HI相的循环量,提高系统效率.计算结果与文献参考值接近,为今后大规模硫碘循环制氢系统的设计及优化提供参考.     

射流活性污泥絮凝——沉降动力学与工艺设计

本文将射流活性污泥混合液固—液分离行为解析为活性污泥絮凝和固—液沉降分离两个单元过程,建立了活性污泥絮凝动办学模式与混合液沉降动态效应方程,揭示出射流活性污泥絮凝—沉降的内在规律,提出二沉池主要功能区的动力学工艺设计原理与方法。     

应用隔壁式精馏塔分离煤制烯烃设计

利用Aspen HYSYS流程模拟软件完成隔壁式精馏塔的设计,设计过程中引用逻辑操作单元将隔壁式精馏塔的预分离塔与主精馏塔进行了耦合,逻辑操作单元的引入可以减少隔壁式精馏塔的自由度,从而降低了精馏塔模拟达到稳态时的难度。在完成精馏塔设计并得到结果的基础上,对稳态工艺过程模拟结果进行灵敏度分析,考察了隔壁式精馏塔侧线抽出流量、回流比、进料温度、气相回流流量和液相回流流量对隔壁式精馏塔塔顶、中间以及塔底组成的影响,得到优化后的工艺操作参数。同时根据隔壁式精馏塔分离产物的组成提出并联分离顺序,与原有的顺序分离相比流程更加紧凑,对实际的烯烃分离流程的设计工作具有参考意义。