机械振动对纳米颗粒聚团流化的影响

在常温常压下,通过测定SiO_2,Al_2O_3和TiO_2三种不同纳米颗粒的床层压降和床层膨胀曲线的方法,研究机械振动对纳米颗粒流态化的影响。结果表明:在振动条件下纳米颗粒临界流化速度和床层膨胀比略低,且床层压降和床层膨胀曲线较平稳,纳米颗粒流化滞后现象减弱。在恒定振频条件下,振幅越大纳米颗粒流化效果越好。在恒定振幅条件下,振频对纳米颗粒流化行为的影响呈现两种趋势,较低振频下随振频的增加流化效果变好。当超过某一定值时,继续增大振频流化效果反而变差。     

成型助剂对过量负载钠基吸附剂强度及CO2吸附性能的影响

燃煤电厂CO2大量排放引起的温室效应等环境问题日益加剧,因此对燃煤电厂CO2捕集技术的研究有着重要意义.以γ-Al2O3为载体,采用过量浸渍法制备了粉状钠基吸附剂,在挤压滚圆成型过程中加入不同的成型助剂制成吸附剂颗粒.利用压力试验机和固定床反应器测定不同吸附剂颗粒抗压强度及CO2吸附性能,结果显示:未添加助剂的吸附剂吸...     

含水率对料仓中煤粉流动和应力特性的影响

在三维料仓实验装置上通过改变煤粉的含水率,对料仓出料过程中的流动特性和应力分布特性进行研究。结果表明:随着含水率的增加,煤粉的黏聚力和内摩擦角增大,流动函数减小,从容易流动的粉体变为不易流动的黏性粉体。含水率为2.1%的无烟煤在料仓中呈现出整体流型,流动性良好、出料平稳,质量流率为0.33 kg/s左右,具有良好的重复性和稳定性。随着含水率的增加,出料流型由稳定性较好的整体流变为流动性较差的中心流,并出现结拱现象,无烟煤出料时的质量曲线波动变大,结拱和流动停滞次数增加,出料时间延长。粉体在出料过程时,随着含水率的增加,料仓壁面应力减小,超压幅度减小。     

胺基CO_2固体吸附剂脱碳特性及SO_2的影响

燃煤电厂烟气中存在的微量SO_2对胺基CO_2固体吸附剂的碳酸化反应及循环特性有不利影响。利用固定床反应器,针对采用溶胶凝胶法制备的胺基CO_2固体吸附剂的碳酸化特性及其在含SO_2气氛下的失效规律进行了实验研究,并结合红外光谱、有机元素分析、BET等测试手段,研究其失效机理。结果表明,所制备的胺基CO_2固体吸附剂在反应温度50℃时具有较好的碳酸化反应特性和循环特性。当反应气氛中存在SO_2时,由于生成了不可再生的亚硫酸/硫酸盐类物质而导致胺基活性位损失,孔隙结构发生变化,影响了吸附剂的脱碳性能,但适当提高反应温度可提高吸附剂的碳酸化反应竞争性。     

颗粒聚团结构对曳力特性影响的数值模拟

黏性颗粒多以聚团形式存在于气固两相系统中,流体施加于聚团的曳力对两相流动及传热传质起着至关重要的作用,而聚团的不规则、分形结构增加了曳力特性的复杂性。基于黏性离散单元方法生成不同分形结构的聚团,利用计算流体力学方法（CFD）直接求解分形聚团内部多孔结构的气流流动,得到了气体流过聚团时的周围与内部流场,研究了低Reynolds数（Re=0.1～10）条件下聚团结构特征对曳力的影响。结果表明：聚团的疏密程度显著影响聚团整体流场分布,多孔疏松结构增强了聚团的渗透性,使其与流体接触面积增加,所受曳力增加。分析不同结构聚团的曳力系数发现：除了聚团孔隙率、分形维数等结构参数的影响,气体流经聚团的方向也影响聚团曳力系数。在此基础上,综合考虑聚团分形维数、聚团与气流的夹角方向、Reynolds数拟合得到聚团曳力系数关联式。     

不锈钢酸洗废混酸流化床焙烧再生特性的实验研究

废酸流化床法再生技术可高效回收酸和金属离子,具有广阔的应用前景。利用自行搭建的流化床热态实验装置,并结合SEM、离子色谱和XPS等表征手段研究了密相区温度、初始床料粒径对废混酸（HNO₃+HF）中酸与金属离子再生回收特性的影响规律。结果表明：流化床法可有效实现废混酸中酸和金属元素再生回收,金属氧化物在床料表面附着量随流化床密相区温度的升高而增加,850℃时达到峰值,继续升温后附着量小幅降低,同时增大床料初始粒径,金属氧化物在床料表面附着量将大幅提高;NO _x 、HF生成量随流化床密相区温度的升高而增加,750℃时达到峰值,继续升温后大幅回落,同时随着床料初始粒径增大,NO _x 生成量将小幅降低,而HF生成量峰值对应的密相区温度变化到800℃。     

单个球形木材颗粒热解过程数值模拟

建立一维、非稳态单个球形木材颗粒热解模型,模型包含颗粒内部气相和固相质量、动量和能量守恒方程。颗粒内气体运动采用Darcy理论描述,传热模型包括颗粒内的导热和对流传热以及颗粒表面与外界的对流和辐射传热,热解动力学采用一步反应模型。运用文献中的实验结果对模型进行了验证,模型能够较好地预测颗粒内部不同位置处温度和固体失重率随时间的变化过程。运用模型考察进气温度和颗粒粒径对木材颗粒热解过程的影响。结果表明:进气温度越高,颗粒热解所需要的时间越短。相同无量纲直径处,小粒径的颗粒升温快,整个颗粒的温度趋于一致的时间较短,剩余固体率的变化规律与温度的变化一致。     

K_2CO_3颗粒吸收CO_2反应机制模型

颗粒粒径对气固化学反应速率有着重要的影响,利用改造后的热重分析仪对K2CO3颗粒吸收CO2的化学反应机制进行分析,获得了不同粒径吸收剂转化率随反应时间的变化规律。采用缩核反应模型对K2CO3颗粒吸收CO2的化学反应过程进行研究,利用热重试验数据分别计算出产物层扩散系数和反应速率常数等关键参数,并建立了产物层扩散系数与固体转化率的关联式。研究结果表明,不同粒径的颗粒均存在由化学反应控制向内扩散控制转变的现象,颗粒粒径增大不利于气固化学反应的进行,同时产物层扩散系数随着转化率的增加而不断减小。所建立的颗粒反应机制模型计算结果与试验值吻合较好,揭示了一定粒径范围内K2CO3颗粒吸收CO2的反应机制,为开展反应器模型研究提供参考。     

基于颗粒尺度的离散颗粒传热模型

颗粒间传热在诸多工业过程中有着十分重要的作用。详细考虑颗粒间传热机理,对颗粒间各传热途径建模,包括颗粒内部导热、颗粒粗糙表面传热、颗粒表面气膜及接触颗粒间隙气膜传热,并与离散颗粒模型(DEM)耦合,建立颗粒尺度下离散颗粒传热模型。以固定床为对象,考察颗粒粒径、颗粒比热容、颗粒热导率及压缩负载对固定床有效传热系数的影响,并将本文计算值和文献的实验值及模型预测值对比,结果表明,该模型可定量预测固定床有效传热系数。本文建立的离散颗粒传热模型为合理预测颗粒体系内的传热提供了一种有效方法。     

料仓内粉体静态应力分布特性

料仓内的粉体静态应力分布是指导料仓设计和运行的重要参数之一。本文在三维有机玻璃料仓中，对料仓应力分布进行试验研究，利用应力传感器对料仓壁面及粉体内部水平、竖直应力进行研究，获得料仓中粉体内部应力的分布规律，并基于拱效应对料仓中的应力分布进行理论研究。结果表明：料仓内部水平应力与距出口及料仓中心的距离基本无关，壁面处的水平应力在筒锥结合处达到最大值且随加料高度的增加大幅度增加。料仓内部垂直应力的最大值出现在筒锥结合处近筒段的料仓中心位置。同一平面，从料仓中心至仓壁，垂直应力呈逐渐减小的趋势。随加料高度的增加，垂直应力均逐渐增加。在壁面处，侧压力系数随着距出口高度的增加出现先增大后减小的趋势，在筒锥结合处大于1。