固废流化床异型颗粒与床料共流化特性

建立了截面0.2 m×0.2 m、高1.2 m的固体废弃物流化床冷态实验装置,选取4种形状、尺寸和密度差异较大的异型颗粒模拟固体废弃物,床料为粒径0.18 mm的石英砂.采用压力信号和快速CCD图像分析相结合的方法,重点考察了不同种类和比例的异型颗粒与床料共流化时的压降特征、流动结构和最小流化速度,并提出了该体系最小流化速度的新关联式.结果表明,异型颗粒与床料共流化时,升速压降曲线波动大且易低估最小流化速度,而降速压降曲线较为平滑,类似纯床料流化,可用于确定最小流化速度;最小流化速度随异型颗粒体积比和特征密度的增大而增大,与静止床高变化无关.关联式的预测值与实验结果及国内外其他一些研究者的实验值吻合得较好,平均相对误差为14.7%,可适合于多种类异型颗粒与床料共流化体系.     

流化床燃烧棉秆与床料的混合特性及混合质量评判标准

论述了10～100mm长度的棉秆与弱酸性床料的混合流化特性,研究了棉秆长度、床料粒径、配比和流化风速等因素对混合均匀程度的影响.试验结果表明:长度100mm以下特别是50mm左右的棉秆,与粒径为0.6～1mm的床料,在配比为2%(初始质量分数),流化数大于3时,能较均匀地混合流化;但流化数大于7时,混合均匀程度有所降低.棉秆与床料的不同配比对混合均匀程度也有影响,棉秆的质量配比越小,混合得越均匀,所以设计流化床锅炉时流化风速、静止床高要选择合理,否则会影响到密相区的稳定燃烧.提出了秸秆流化床燃烧时,秸秆与床料混合质量的评判标准,并介绍了混合均匀度的概念.在一定的试验条件下,当混合均匀度小于1.4时,秸秆和床料混合比较均匀,能够适合流化床燃烧.     

循环流化床燃烧棉秆两种床料的特性

分别选用石英砂颗粒和高铝矾土颗粒作为循环流化床的床料,棉杆作为燃料,在0.2MW循环流化床上进行实验.实验结果表明,石英砂颗粒床料容易形成结渣,而高铝矾土颗粒床料使用情况良好.通过对长时间运行后的床料颗粒进行XRF和SEM/EDS分析,发现2种床料运行后的化学成分发生改变,随着运行时间的延长,碱金属在床料中富集度越来越高.通过对反应前后内部结构和成分进行比较,发现石英砂床料结渣主要是因为在颗粒的表面生成了低熔点的化合物,在高温条件下床料由于表面层相互粘结而产生结渣,而高铝钒土颗粒可以有效地防止低熔点化合物的生成,从而减少结渣.     

流化床床料再生的多级筛分方法实验研究

对以燃煤联合循环发电为应用对象的新型流化床颗粒层过滤器床料再生系统进行理论分析和实验研究。结果表明，当筛面倾角在物料滑动角附近时，适当加大末级筛子的尺寸，在床料损失率低于5％的情况下，可以得到大于90％细灰分离效率和较高的颗粒处理量，从而证实了用多级筛分方法使床料再生的可行性，为过滤器的进一步研究与应用奠定了基础。     

鼓泡流化床异质颗粒混合特性微观研究

开发了一种基于电容探针的稠密气固两相流中异质颗粒混合特性测试新方法。研究了鼓泡流化床内异质颗粒混合过程中微观混合比的变化规律,分析了流化床一系列位置处对流与扩散机制对于混合过程的作用规律及其微观机理。结果表明:随着流化床床层高度的增加,对流机制对于颗粒混合的作用先增大后减小;壁面处微观混合比随着混合时间出现小幅波动,主要表现出扩散混合行为;不同高度处颗粒达到混合平衡所需时间无明显差异,而壁面处颗粒达到混合平衡所需时间是轴线处颗粒混合时间的2倍左右;混合平衡状态下最终微观混合指数相近。     

糠醛渣流化床燃烧过程中床料粘结机理研究

为了研究糠醛渣流化床燃烧过程中床料粘结机理,在小型鼓泡流化床实验装置上,以石英砂作为床料,对糠醛渣在不同温度(750、800、850、900℃)下燃烧过程中床料的粘结现象进行了实验研究并对其机理进行了探讨。实验结果表明:在实验时间范围内(6h),只有900℃工况出现了床料粘结失流现象。通过对实验后的床料和结团分别进行X射线衍射(XRD)和扫描式电子显微镜/射线能谱仪(SEM/EDS)分析表明,不同温度下床料粘结失流特性不同的根本原因在于糠醛渣灰中主要碱金属钾盐存在的形式不同,750℃为KCl,800℃为KCl和K2SO4混合物,800℃以上则为含碱金属钾的复杂硅铝和硅钙化合物,而复杂化合物的熔点在900℃左右。因此,说明含碱金属钾的复杂硅铝和硅钙化合物熔融对糠醛渣流态化燃烧床料粘结失流具有重要作用。实验结果对糠醛渣流化床锅炉燃烧温度的选取具有较重要的参考价值。     

大颗粒气固流化床的流化特性

通过冷态试验,对利用流化床煅烧水泥新技术中所涉及到的大颗粒气固流化床的相关特性进行了研究。研究结果表明:大颗粒气固流化床平稳地运行在鼓泡床阶段,但较易发生节涌现象,适合浅床操作,且操作流化数较低;对流化床压降脉动的分析可知,采用具有较宽粒度分布的大颗粒物料,有利于改善流化床的流化质量。     

气固流化床床高的测控研究

在对目前常用气固流化床床高测量方法分析研究的基础上 ,开发应用性能优越、抗干扰能力强的雷达测距仪来进行选煤流化床床高的测量 ,提出采用逆系统控制方法解决气固流化床床高的控制问题 .床高采用闭环控制系统 ,雷达仪所测量的信号通过其内部的 Echofox软件分析处理后 ,经与设定值比较 ,根据偏差大小 ,控制循环介质给料机的转速 ,从而达到控制床高的目的 .图 5 ,表 1,参 4     

大颗粒气固流化床的流化特性

通过冷态试验，对利用流化床煅烧水泥新技术中所涉及到的大颗粒气固流化床的相关特性进行了研究。研究结果表明：大颗粒气固流化床平稳地运行在鼓泡床阶段，但较易发生节涌现象，适合浅床操作，且操作流化数较低；对流化床压降脉动的分析可知，采用具有较宽粒度分布的大颗粒物料，有利于改善流化床的流化质量。     

方形气固流化床中局部颗粒速度实验研究

对FCC颗粒在截面尺寸为368 mm的方形流化床中研究了局部颗粒速度分布的基本行为。实验利用光纤探针测试了三个不同轴向高度的颗粒速度分布和静止床层高度对颗粒速度分布的影响。结果表明:截面局部颗粒速度随表观气速U g的增大同步增加,颗粒速度沿截面分布不均匀。在截面中心区,局部颗粒速度随U g增加而增加,上行颗粒速度增加更为显著。在边壁区,低气速时上、下行局部颗粒速度随U g增加而增加且增幅相近;高气速下局部颗粒速度表现出显著的波动过程。静床高度增加,对上行颗粒速度影响明显,但随着气速增加影响减弱。     

变径液固流化床单个颗粒运动模拟

变径液固流化床内单个颗粒运动过程的研究对整个流场分析具有重要的作用.通过Fluent-EDEM耦合计算,对变径液固流化床内单个颗粒运动行为进行了数值模拟.结果表明:不同密度颗粒进入分选区后,分别具有不同的运动轨迹,能够实现按密度分离,模拟分选效果较好;不同密度颗粒轴向速度表现为先是在短时间内迅速增加,达到一定速度后,开始逐渐减小趋势;将模拟所得单个颗粒轨迹与轴向速度值分别与高速动态拍摄所得值比较,吻合较好.     

液固循环床提升管中颗粒停留时间分布及扩散特性

在直径80mm、高度8000mm的液固循环床提升管中,采用脉冲磷光示踪技术对颗粒停留时间和扩散特性进行了研究.考察了表观液速和颗粒循环速率对颗粒停留时间分布和扩散特性的影响,并对液固循环床提升管和气固循环床提升管中颗粒停留时间分布进行了比较.结果表明在液固循环床提升管中,颗粒停留时间分布为-尖而窄且对称无拖尾的单峰分布,颗粒停留时间分布相对均匀,颗粒扩散相对较小,液固流动接近于平推流;颗粒轴向扩散从入口到出口逐渐增大,而颗粒径向扩散从中心到边壁较为均匀;颗粒轴向Peclet数随表观液速和颗粒循环速率变化较小.     

导向挡板对催化裂化颗粒湍动流化床流动特性的影响

针对一个具有一层导向挡板的催化裂化颗粒流化床,在500mm×30mm×6000mm的大型二维流化床冷模装置中,考察了湍动流化状态下的气固流动现象、床层密度分布、压力脉动和床层膨胀率,并与自由床中的气固流动规律进行了对比。结果表明：流化床中加入挡板后,其下部将会出现一个低密度区,而在其上部则会出现一个高密度区;挡板的加入将大大降低床层的压力脉动,压力脉动和挡板下方气垫的高度分别在一定程度上反映了挡板对气泡破碎的能力和抑制颗粒返混的能力;相比自由床,挡板床具有较小的起始湍动速度和较大的床层膨胀率。     

固体粒子的物理性质对流化床传热特性的影响

研究了流化床中固体粒子的几何参数及粒子材料的热物性──导热系数ＫＰ、比热ＣＰ、密度ρｐ等对流化床与埋入表面间传热的影响。实验设备为０．３ｍ×０．３ｍ的矩形截面流化床，床高０．８ｍ，采用空心刚玉球、刚玉砂、镁砂和碳化硅等４类１１种粒子，埋入表面为直径２０ｍｍ的银球及直径为６、１０、１５、２５、３０、４０、５０ｍｍ的碳钢棒。根据作者提出的流化床与埋入表面间传热的表面一颗粒─乳化国传热模型，对以上实验工况进行了理论计算。     

细粒子流化床料层内的电阻分布特性

采用自制的网络电阻测试装置及单片机数采系统，试验研究了细粒子流化床内的电阻分布特性，建立了一个描述料层空隙率分布的更接近于工程实际的ε－Ｈ模型。同时，提出了表述空隙率ε，碰撞频率ｆ与流化风速Ｖ关系的ε与ｆ－Ｖ推理模型。     

环形喷动床颗粒混合特性实验研究

针对一种新型多喷口环形喷动床的混合特性进行了实验.研究了存料量、风速和粒径对颗粒混合的影响,分析了圆周方向的颗粒混合.结果表明,该喷动床具有良好的混合特性.风速对混合速度影响较大,风速越高混合速度越快,这种效果在轴向更加明显;存料量对最终的混合偏离度影响较大,轴向终态混合偏离度随存料量的增加先降低后升高,而圆周方向终态混合偏离度则随存料量的增加而降低;粒径对混合速度有一定的影响,粒径越小颗粒混合速度越快.此外,该喷动床独特的结构有效降低了轴向和圆周方向上的混合差别.     

煤流化床燃烧过程中大颗粒的碎裂行为

流化床燃烧中破碎特性影响了焦炭的燃烧．利用下行气流振动床代替流化床，研究了煤的碎裂特性．根据岩相的不同，把大同煤分为亮煤(C)和暗煤(D)，以了解床温、停留时间和振动强度对碎裂特性的影响．实验结果表明，不同煤岩的碎裂不同；较高的温度、较长的停留时间、较大的振动强度可以强化碎裂．     

稠密气固分选流化床介质颗粒团聚特性研究

为掌握介质颗粒的团聚特性,给形成均匀稳定的流化床层提供指导,分析了不同水分含量下0～300μm介质颗粒流化后的表观黏度,并研究了煤炭外水含量、介质粒度对颗粒团聚特性的影响。结果表明,水分含量越高、颗粒粒度越细,颗粒表观黏度越大;随着剪切速率的增加,颗粒表观黏度逐渐下降。随着水分含量升高,各粒级颗粒团聚过程相似,粒级0～74μm、74～150μm、150～300μm颗粒形成稳定聚团所需水分含量分别为0.75%、1.0%、1.25%,即粒度越细所需水分含量越低。水分含量越高,聚团尺寸越大;粒度越小,聚团的尺寸分布跨度越宽。随着水分含量升高,煤粉混合后的二元加重质颗粒聚团尺寸在水分含量1.75%时明显增大,聚团尺寸分布跨度窄,表明二元加重质颗粒聚团对水分变化敏感度较低。     

基于EDEM的高效生成料床方法研究

由于立式辊磨机料床粉碎所处的环境不利于观察研究,运用离散元软件——EDEM,仿真料床粉碎可解决该问题。相比其他形成料床的条件,利用EDEM仿真生成立式辊磨机的料床时,喂料量是最根本的影响因素,喂料量过多或过少都不利于后续研究的进行。针对该问题,提出了3种方案,分别是直线型磨盘、增加磨辊个数和投入不同大小未完全破碎的物料。通过对3种方案仿真结果的对比,最终确定投入不同大小未完全破碎物料的方案为基于EDEM高效生成料床的最佳方案。