喷动床反应模型的研究进展

喷动床是一种可实现热量重复循环的高效反应器 .介绍了目前喷动床研究中出现的各种反应模型 ,从等温和非等温两个方面讨论了一维轴向、流管、半分割和流动反应耦合等各类模型的基本思想和理论及各自的特点 ,并提出了进一步发展的方向 .     

导流管喷动床流体动力特性的实验研究

对以小米为物料的常规喷动床及导流管喷动床全床压降随表观气速变化规律进行了实验研究．结果表明，与常规喷动床相比，导流管喷动床不仅最小喷动速度、操作压降和最大压降均大幅减小，而且夹带高度较小时会在达到稳定喷动之前发生有利于操作的不稳定喷动现象．此外，导流管喷动床的流体动力特性受料床高度影响不大，但受导流管内径和夹带高度的影响显著．最后，依据实验结果提出了导流管喷动床最小喷动速度的关联式．     

呼伦贝尔褐煤负压热解特性研究

利用改进的格金低温干馏仪考察了呼伦贝尔褐煤的负压热解特性.研究表明,随着热解压力的降低(101.32kPa降到20.32kPa),半焦产率减少0.83%,焦油产率增加1.27%.通过对热解产物组成的分析发现:随着热解压力的降低,半焦中碳元素含量减少,氧元素含量增加,半焦整体结构变得松散;热解焦油中中性化合物的含量随热解压力降低呈下降趋势,酸性化合物的含量呈升高趋势;焦油中轻质组分含量随热解压力的降低逐渐减少,可能是轻质烷烃和烯烃发生裂解反应生成了气态烃类物质进入热解气中;重质组分逐渐增多,可能是煤中本应留在常压热解半焦中的组分随热解压力的减小挥发逸出进入焦油组分.     

陕北中低温煤焦油减压馏分的GC-MS分析

以陕北中低温煤焦油轻油为原料,在减压(1 kPa)蒸馏装置中切取＜100℃,100℃～170℃,170℃～200℃,200℃～240℃,240℃～270℃,270℃～300℃和300℃～340℃7段馏分.利用气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)鉴定了馏分中化合物的组成和结构.结果表明,蒸馏终温为340℃可得到煤焦油约95％(质量分数);在各个馏分中都分布有脂肪烃类化合物;蒽菲类化合物主要分布在170℃～240℃馏分中;低级酚主要分布在＜100℃馏分中,酚类含量约占45％,其中苯酚含量为7.46％,甲酚含量为13％;高级酚分布于100℃～170℃和170℃～200℃馏分中;270℃～300℃和300℃～340℃馏分中也有少量低级酚和烯烃被发现,可能是高温下长链脂肪烃和高级酚类化合物发生热裂解所致.     

气流床气化炉的CPFD数值模拟

利用CPFD (computational particle fluid dynamics)模拟方法对三维、全尺寸的气流床气化炉进行了模拟计算,建立起了适用于CPFD模拟方法的气化模拟模型。模拟结果与实验数据相一致,说明模型基本准确且CPFD模拟方法适用于气流床气化过程的模拟。借由CPFD模拟方法给出了颗粒相在气化炉中的具体反应历程及颗粒停留时间的概率分布;结果表明,在单喷嘴顶喷的气化炉中,同时存在颗粒相的轴向流动短路及返混,短路主要发生在炉中心区域;颗粒在炉中心区域反应剧烈而边壁区域反应则很缓慢,而且从气化炉流出的第一股短路颗粒主要由充分反应了的粉煤颗粒构成。     

煤沥青与石油沥青共混改性及其热解特性

考察了不同添加量的煤沥青四氢呋喃萃取物(THFS)对石油沥青的改性,随着THFS添加量的增多,改性沥青针入度降低,软化点升高,延度下降,参照英国标准(BSI BS—3690)得出最佳添加量为8%。利用TG-FTIR、FTIR对改性沥青进行了表征,结果表明:THFS、改性沥青的失重率大于基质沥青70的失重率; THFS在700～900cm^-1处芳香烃类的透射峰强度明显强于基质沥青与改性沥青;沥青老化后在2953cm^-1和1377cm^-1(—CH₃)、1461cm^-1和2924cm^-1(—CH₂—)处透射峰逐渐增强;1600cm^-1(C=O和苯环C=C)透射峰逐渐增强;沥青热解半焦中的脂肪烃类物质含量较少,主要以高度缩合的稠环芳香烃类物质为主;沥青在老化过程中主要发生了氧化、裂解、加成、聚合、缩合等反应。     

气流床气化炉的CPFD数值模拟

利用CPFD(computational particle fluid dynamics)模拟方法对三维、全尺寸的气流床气化炉进行了模拟计算,建立起了适用于CPFD模拟方法的气化模拟模型。模拟结果与实验数据相一致,说明模型基本准确且CPFD模拟方法适用于气流床气化过程的模拟。借由CPFD模拟方法给出了颗粒相在气化炉中的具体反应历程及颗粒停留时间的概率分布;结果表明,在单喷嘴顶喷的气化炉中,同时存在颗粒相的轴向流动短路及返混,短路主要发生在炉中心区域;颗粒在炉中心区域反应剧烈而边壁区域反应则很缓慢,而且从气化炉流出的第一股短路颗粒主要由充分反应了的粉煤颗粒构成。     

喷动床环隙区内颗粒流的数学模型和仿真

Solids motion in the annulus of a spouted bed can be considered as a quasi-static deforming flow similar to that in a silo. Several simplified granular-flow models by Sullivan et al. including kinematic, potential and plastic theory, are investigated in this paper. The model of solids circulation by Morgan et al is combined with the above granular models to predict solids axial velocity in annulus. The finite element method is adopted and the complicated spout-annulus shape geometry is especially considered. Simulated results are compared with experimental data from He et al. It indicates that kinematic theory agrees well with experiments. The regressed kinematic constant B for annulus flow is greatly larger than that for silo flow. Potential theory obtains similar result with kinematic theory, but is incomplete in its physical significance. Plastic theory gives unrealistically oscillatory solution because of the over simplification of stress field. Finally, the Euler equations coupling the momentum transfer of solids with the frictional stress field are proposed for future study.     

喷动床反应器气固流动模型的研究进展

首先对喷动床流动特征参数关联式进行了扼要介绍,继而着重总结了近年来喷动床内气固流动模型(喷射区气固稀相流模式、环隙区气体渗流模式以及固体颗粒流模式)、以及喷动床放大规律等基础理论研究的进展。最后,提出了未来喷动床流动模型工作的突破点和相应思路。     

基于电容探针对稠相气固流动系统内颗粒浓度的测量

本文设计了一套电容探针测量系统,采用运算式测量电路代替了传统的桥式电路,并采用双屏蔽驱动电缆消除了电缆电容和寄生电容的影响,从而得到了很高的稳定性和灵敏度;介绍了电容探针的测量原理和在稠相气固流动系统中的标定方法;最后将本探针应用于典型的气固流动系统-喷动床中小米颗粒浓度的测量,得到了其浓度沿轴向和径向的分布.