鼓泡流化床反应器的数学模拟——晕相流动模型

本文根据前文所提出的气泡长大以及相间气体交换计算方程,进一步提出了计算鼓泡流化床反应器气体未转化率的晕相流动模型。此模型假定,进入流化床的全部气体均呈晕相通过床层,且床中的气泡直径可用沿床高气泡直径的积分平均值来代表。未转化率的计算方程与鼓泡流化床数据很一致,而且方程中没有任何未知参数。此外,当利用本文提出的模型进行设计时,不必对分布板区另加考虑,且床径对鼓泡流化床反应器的放大没有影响。     

模拟气固两相流动非均匀结构的颗粒运动分解轨道模型

针对气固两相流动具有稀密两相非均匀结构的特征 ,将两相流动中颗粒的运动过程进行分解 ,分别处理颗粒 颗粒及颗粒 流体间的两种作用 ,并对影响模拟真实性的空隙率计算提出新的算法 ,从而建立了接近于真实系统的离散型颗粒运动分解轨道模型 .该模型对气固流化床中典型的非均匀结构———鼓泡与节涌现象的模拟结果较已有工作有明显地改进 ,对于气泡破碎方式的模拟也与实验结果吻合 .研究结果表明 :颗粒运动分解轨道模型能够真实地模拟鼓泡流化床中的非均匀流动结构 ,并具有模拟图象真实、算法简单、适用面宽、计算量少的优点 .     

费托合成鼓泡浆态床反应器模型化研究

建立了费托合成鼓泡浆态床反应器双泡模型,通过模型对比的方法模拟讨论了多个反应器模型,双泡模型、全混模型以及多级串联模型,对比模拟讨论了费托合成反应各模型的适用性。模拟结果说明,全混模型适用于费托合成动力学行为的考察模拟;多级串联模型在一定的级数下能够近似模拟鼓泡浆态床中费托合成反应结果,更适用于探讨返混对费托合成反应行为的影响;双泡模型能够描述鼓泡浆态床中流体力学对反应的影响。     

循环流化床生物质气化炉内计算流体动力学模拟——鼓泡流化床内改进的颗粒床模型（英文）

采用改进颗粒床模型的CFD方法模拟了实验室规模冷模装置内鼓泡床的流体流动时空特性。模拟结果表明表观气速是影响气固动态特征和压力波动的主要因素之一：随表观气速的增大，气泡数目增加，气泡体积增大，压力波动增强；气速越高时均压降越大；在内循环鼓泡流化床内固体颗粒呈“单室”流型。上述与实验观察相吻合的模拟结果将有助于放大和设计商业化的内循环流化床生物质气化炉。     

浆态床气泡特性的研究

用三种不同直径的浆态鼓泡塔研究气速、塔径、固相浓度、静止床层高度和气体分布器等对气含率的影响。平均气含率随气速变化分为稳定区、过渡区和湍流区,得到各区平均气含率的计算式,其平均误差小于5%。用气隙率仪测定了局部气含率和气泡频率的分布并研究了气泡直径、气泡上升速度和气、液相界面积等,并给出了计算式。     

循环流化床(CFB)煤/焦气化反应的研究Ⅲ.同鼓泡流化床(BFB)气化反应的对比

为了更进一步了解ＣＦＢ气化能力和碳利用率，本文报道了两种煤焦（西山焦煤飞灰，神木煤）以二氧化碳及氧气混合物为气化介质，在小型鼓泡流化床上进行气化反应的研究，并与相同气化条件下的循环流化床气化数据进行了比较。研究结果表明：在相同直径气化反应装置上，相同的气化条件下，循环流化床（ＣＦＢ）的气化碳转化率、气化强度远远高于鼓泡流化床（ＢＦＢ）的气化结果，但ＢＦＢ的煤气中可燃气组成高于ＣＦＢ的。ＣＦＢ气化反应装置更适合于生产中、低热值煤气。     

锥形鼓泡浆液反应器内气含率和固含率轴向分布研究

在不同表观气体速度、淤浆浓度、静止液体高度和不同颗粒直径下考察了锥形鼓泡浆液反应器内气含率及固率轴向分布。由气泡聚并和破碎机理解释了气含率轴向分布规律;结合固体颗粒悬浮机理,利用沉降-扩散模型分析了操作条件影响固含率轴向分布的原因,回归出表征固含率轴向分布的特征参数——Peclet准数的数学关联式,并在相似操作条件下与园柱床内实验结果作了比较。     

用于流化床燃烧脱硫的石灰石的反应活性评价和测试研究

对用于燃煤流化床燃烧脱硫的脱硫剂石灰石的反应活性进行了研究，提出了易于进行数学处理的石灰石硫盐化模型，得出了评价石灰石反应活性的两个指标－最大转化率和反应速率常数。研究方法除采用了传统的热天平法和鼓泡流化床外，还根据循环流化床燃烧技术的特点，发展了提出了湍流床法和石英棉法，并进行了不同试验条件下的实验研究，对不同反应活性温度技术进行了试验比较。     

加压流化床流化性质的实验与模拟研究

在二维射流流化床装置中,考察了压力对颗粒和气泡运动的影响规律.通过使用摄像技术详细的记录了压力下气泡的行为,并对其进行了分析,由此解决了较高压力下测量流态化性质较为困难的问题.数值研究通过CFD双欧拉模型模拟了带有V形分布器和中心射流的二维流化床内压力对气泡大小、床的膨胀率和射流深度的影响.实验和理论结果表明,在加压状态下,射流气速和分布板气速对气泡的产生、大小及形状有不同的影响.在较高的操作压力下,射流气速增加,气泡变长;分布器气速增大,气泡则变大;射流高度随着分布器气速的增加而降低.模拟结果与实验数据吻合较好,由此该模型为研究较高操作压力下射流流化床流化性质提供了有利的工具.     

微孔发泡机理研究进展

微孔发泡塑料是一种泡孔直径在微米级的新型发泡材料。本文对微孔发泡机理的研究进展进行了综述,分别介绍了微孔发泡过程中聚合物-气体均相体系形成、气泡成核、气泡增长以及定型3个关键步骤机理的研究进展,阐述了其中的基本理论和模型,最后提出了机理研究中亟待解决的问题,并对微孔发泡机理今后的研究进行了展望。     

灰熔聚流化床气化炉分布分离结构的模拟研究

通过CFD双欧拉模型模拟了灰熔聚流化床气化炉内气体、固体颗粒于不同气体分布器、灰分离器结构下的流动行为，阐明了不同中心射流气速下的气体、固体流动循环状况；环管内气流分布与扩管张角的关系以及对颗粒运动的影响。研究结果为认识和改善气化炉煤灰的结渣、团聚、分离等过程提供了一定的理论基础。     

非预混燃烧模型模拟流化床生物质气化器中富氢气体的制备

Fluidized bed biomass gasifiers can be employed to produce hydrogen-rich gas. A non-premixed combustion model is used for biomass air-steam gasification in the gasifier, and the simulations were carried out by using the FLUENT 6.0 software. The simulation results are compared with the experimental data. The effects of the steam to biomass ratio (S/B), the equivalence ratio (ER), and the size of biomass particles on the hydrogen yield were studied. Meanwhile, the distributions of hydrogen inside the gasifier at different conditions are also described.     

射流流化床煤气化炉中气固流动和传热、传质的CFD模拟研究

通过双流体模型对射流流化床煤气化炉进行了CFD（Computational Fluid Dynamics,计算流体力学）模拟。模拟着重分析了流化床气化炉气固流动的特性和传质、传热过程。结果表明,流化床中气固两相的传热、传质过程与气体和颗粒的运动特性密切相关。     

Hydrodynamics and mixing in three-phase fluidized bed bioreactors

The effects of solid particles on hydrodynamics and mixing in a three-phase fluidized bed bioreactor were discussed. The gas holdup, bubble size, and liquid-phase axial dispersion coefficient were measured in a 0.25-m id bubble column bioreactors containing low-density particles. The presence of low-density solid particles slightly increased gas holdup. The decrease in average bubble diameter with solid presence was found. For the three-phase system, the liquid-phase axial dispersion coefficients were higher than for the two-phase system. We extended a model for a gas holdup developed for a gas-liquid two-phase bubble column bioreactor to a gas-liquid-solid three-phase fluidized bed bioreactor. Using the present data and available data in the literature, the predictions of the proposed model were examined. The proposed model agreed with a wide range of the experimental data. A theoretical correlation for liquid-phase axial dispersion coefficient was developed using Kolmogoroff's theory of isotropic turbulence. Reasonable agreement was obtained between the predicted and experimental values of axial dispersion coefficient.     

流化床气化炉带出细粉非机械返料机构研究

对非机械返料机构（流动密封阀式）在流化床气化炉上的应用进行了研究。结果表明，流动密封阀式返料机构同样可以在流化床气化炉上应用；在返料室截面积、供料室截面积、水平孔口面积比为1∶1∶0.5时，通过流化风、松动风或侧吹风的组合充气获得了良好的开启、运行及调节性能；同时考察了压力对返料机构运行的影响；最后得到了适合流化床气化炉非机械返料机构操作的经验公式，试验值和计算值符合较好。对改进流化床气化炉循环返料系统和提高气化炉碳转化率提供了理论指导和设计参考。     

CFD Model of Dense Gas-solid Systems in Jetting Fluidized Beds

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＡｓｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｇａｓ ｓｏｌｉｄｆｌｕｉｄｉｚｅｄｂｅｄｓ ,ｊｅｔ ｔｉｎｇｆｌｕｉｄｉｚｅｄｂｅｄｓａｒｅｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎａｖａｒｉｅｔｙｏｆｐｈｙｓｉｃａｌａｎｄｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｃｅｓｓｅｓｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｉｒｇｏｏｄｍｉｘｉｎｇｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ,ｈｉｇｈｈｅａｔａｎｄｍａｓｓｔｒａｎｓｆｅｒｒａｔｅｓ ,ａｎｄｆａｓｔｃｈｅｍｉｃａｌｒｅａｃｔｉｏｎ .Ｈｏｗｅｖｅｒ ,ｔｈｅｌａｃｋｏｆｃｏｍｐｌｅｔｅｕｎｄｅｒｓｔａ…     

流化床中生物质热解气化的模型研究

对水蒸汽和氮气流化条件下，流化床内生物质热解气化生成的纯煤气产率及低位热值随反应温度的变化特性进行了研究。在五种生物质原料实验数据的基础上，进一步研究了流化床内生物质热解气化生成气体产物的反应动力学模型，得到了纯煤气产率和热值的计算公式，并推荐了循环流化床条件下生物质热解的计算方法。     

灰熔聚流化床气化炉的CFD模拟研究

通过CFD模拟了灰熔聚流化床气化炉，考察了操作条件包括中心管氧气量、分布板水蒸气量以及操作压力对流化床气化炉的气相浓度分布的影响。剖析了不同操作条件对化学反应的影响，解释了其对气化炉产气组成的作用原理。