喷动床技术在烟气脱硫中的应用及最新进展

从结构、特点等方面简介了近年来出现的几类喷动床 ,包括典型喷动床、多喷头喷动床、喷动 -流化床、带导向管的喷动床、内循环喷动床等。对喷动床技术在烟气脱硫中的应用和最新进展进行了综述 ,叙述了粉末 -颗粒喷动床半干法脱硫和喷雾 -喷动床半干法烟气脱硫的基本原理、优缺点、影响脱硫的因素等 ;并对这两种脱硫方法的共性和个性进行了比较。说明了喷动床脱硫技术具有流态化性能好、传热传质效率高、脱硫效果好等突出优点 ,特别适合于中小型燃煤锅炉烟气脱硫。

怀山药恒温及变温红外喷动床干燥动力学、均匀性及品质特性研究

采用恒温干燥(40,50,60,70℃)和阶段变温干燥(阶段升温和阶段降温)工艺对怀山药进行红外喷动床干燥(IRSBD)处理,研究其对干燥动力学、均匀性及品质特性(质构、复水性能、总酚含量、微观结构和皱缩率)的影响。对怀山药红外喷动床干燥曲线的数学模型拟合结果表明,Midilli模型R2最大(0.99989),RMSE和χ2最小(分别为0.00319和1.69872×10-5),最适合描述怀山药IRSBD动力学。对比不同干燥工艺发现,恒温干燥条件下,提高干燥温度有利于缩短干燥时间,降低能耗。阶段升温干燥能耗仅高于70℃恒温干燥,其干燥均匀性最好,样品总酚含量最高为(85.25±7.41)mg GAE/100 g DW,皱缩率及硬度最低,分别为(74.3±3.96)%和(24.95±7.41)N,且有良好的色泽。阶段降温干燥样品具有较高的平衡复水比和脆度,然而在干燥时间、能耗、均匀性及产品硬度、皱缩率和总酚含量方面没有显著优势。结论:阶段升温干燥是怀山药IRSBD更为理想的干燥工艺。研究结果可为IRSBD技术应用于农产品加工提供理论参考。

咖啡豆红外喷动床干燥对其粉末物性品质、干燥能耗及挥发性成分的影响

为获得高品质干燥咖啡豆,采用红外喷动床组合干燥技术对咖啡豆进行干燥处理,研究不同进口温度和进口风速对咖啡粉色泽、堆积密度、休止角、得粉率、持水能力和水溶性指数、微观结构、干燥能耗及挥发性成分的影响。结果表明,提高进口温度和进口风速可以加快干燥速率,缩短干燥时间,降低干燥能耗。采用顶空固相微萃取-气相色谱质谱联用共检测出7大类(酸类、酯类、醛类、醇类、酮类、杂环类及其他类)挥发性化合物,其中酸类、酯类、醇类、杂环类4类为咖啡豆主要挥发性化合物且含量较高。综合对比得出最佳干燥条件为进口温度75℃,进口风速7.5 m/s,在此条件下,L*值和堆积密度取得最大值,分别为106.59和0.65 g/mL,休止角取得最小值36.87°,得粉率、持水能力和水溶性指数取得最大值,分别为43.43%、5.4 g/g和41.27%,干燥能耗取得最小值336.53 kJ/g,形态结构保存较为完整,壁面光滑平整,检测到的挥发性成分种类最高达70种,含量为38 487.028 49 ng/g(以干基计),咖啡豆综合品质最佳。该研究可为红外喷动床干燥技术在咖啡豆干燥加工及工业化生产中的应用提供参考。

中试脉冲喷动床微波冻干山楂干燥特性与品质特性研究

该文针对传统冻干(conventional freeze-drying,CFD)存在的干燥周期长、能耗大及生产成本高等问题,探究中试脉冲喷动床微波冻干(pulse-spouted bed microwave freeze-drying,PSBMFD)山楂的干燥特性与品质特性,分析代替传统冻干进行商业化应用的可行性。以CFD山楂作为对比,研究了两者干燥时间、能耗、山楂品质及干燥均匀性等方面的差异。结果显示,和CFD相比,中试PSBMFD能耗降低72.49%,干燥周期减少62.39%,较好地保留山楂原有风味,所得山楂产品具有多孔结构和较高质构(硬度20.83 N);在水分含量、色差、收缩率方面,中试PSBMFD实现了山楂产品较高的均匀性(>90%);在营养保留方面,中试PSBMFD山楂具有较高的总酚含量[37.03 mg/g干基,以没食子酸当量(gallic acid equivalent,GAE)计]与抗氧化能力。该中试实验结果为PSBMFD商业化提供了有效的理论基础和技术支持。

喷动床研究与进展

叙述了近年来出现的几种改型喷动床 ,包括多喷头喷动床、喷动流化床、带导向管的喷动床、惰性粒子旋转射流式喷动床、射流喷动床的研究与进展。它们在传统柱锥形喷动床的基础上 ,通过增加喷口、导向管、流化气、惰性粒子或增加喷动气速等方法 ,来克服原有喷动床应用的局限性 。

双喷嘴矩形喷动床流体力学及脱硫性能的实验研究

针对半干法烟气脱硫方法,提出了一种新型的双喷嘴矩形喷动床半干法脱硫技术。在相同的静床层高度下,研究了最小喷动速度、最大喷动压降和喷动高度;在相同的Ca/S比、进气SO2浓度、进口温度、绝热饱和温差条件下,以消石灰为脱硫剂,研究了脱硫性能,并与传统柱锥形喷动床进行了比较。结果表明,矩形喷动床拥有更好的流动性能和脱硫率,得出了实验条件下矩形喷动床的最佳操作范围。

周期变换气流式喷动床的研究

对周期变换气流式喷动床装置的干燥动力学进行了研究。实验中使用了两种物理特性差别较大的物料，甜菜种子和小麦种子。根据研究结果建立了降水率与干燥时间和气流温度之间的数学关系式。

导向充气喷动床的临界充气速度

１前言在普通喷动床的环形区底部额外引入一股辅助气体，由于喷动气体和辅助气体各自独立地改变，气固系统将出现下列几种体系或操作状态：①固定床；②充气喷动床；③喷流床；④带射流的流化床。长期以来对充气喷动床与喷流床的区别不是很清楚的［１～５］。张怀清等［６...

玫瑰花瓣红外喷动床干燥模型及品质变化

为提高玫瑰花瓣的干燥速率和品质,利用新型红外喷动床干燥设备,研究不同出风温度和风速下玫瑰花瓣的干燥特性并建立干燥动力学模型;对比不同干燥条件下玫瑰花瓣的品质变化。结果表明:提高出风温度和风速能够显著提高干燥速率和缩短干燥时间;玫瑰花瓣红外喷动床干燥过程主要为升速干燥和降速干燥,无明显恒速阶段;玫瑰花瓣红外喷动床干燥过程的有效水分扩散系数在6.703 85×10^-10~1.382 35×10^-9 m^2/s之间,随着出风温度和风速的增大而增大;通过模型拟合发现,Midilli模型能更好地反映玫瑰花瓣的红外喷动床干燥规律;温度和风速对复水比、总黄酮含量和总酚含量均有显著影响;风速对色泽和微观结构有显著影响。研究结果可为红外喷动床干燥的研究与应用提供参考。

基于CFD-DEM法的矩形喷动床与柱锥形喷动床颗粒喷动特性模拟

为进一步了解矩形喷动床的优缺点,采用离散元气固耦合法(CFD-DEM)对矩形喷动床中小麦颗粒的喷动特性及混合过程进行数值模拟,并通过分析单颗粒循环时间、混合指数、床层压降、颗粒速度等与传统柱锥形喷动床进行对比.结果表明:u s=1.1 u ms时,矩形喷动床的平均单颗粒循环时间为1.9 s,柱锥形喷动床的单颗粒循环时间为1.7 s,相差较小.两种喷动床的颗粒混合时间均为2.8 s.相比柱锥形喷动床,矩形喷动床内的压力略大,尤其在喷动床棱角处气体压力较大,从而导致矩形喷动床在棱角处的颗粒运动随机性较差.因此,矩形喷动床与柱锥形喷动床的喷动特性总体上具有较好的一致性,但矩形喷动床在结构设计时要尽可能改善棱角处颗粒运动问题.

加压喷动床中细颗粒喷动特性

在内径分别为 186mm和 80mm的加压喷动床中 ,以空气为喷动介质 ,在 10 1～ 70 0kPa的压力范围内考察了几种不同粒度的细颗粒在加压下的喷动特性 .研究结果表明在不同的Ret 内压力对最小喷动速度的影响不同 .实验还发现 ,随着压力的升高 ,喷动区直径增大 ,稳定操作区域增大 。

喷雾-喷动床半干法烟气脱硫实验研究

实验采用 Ca( OH) 2 做脱硫剂 ,考察了 n( Ca)∶ n( S)、入口 SO2 质量浓度、进气温度、绝热饱和温差、表观气速、静床层高度、喷动粒子直径等对脱硫率的影响。结果表明 ,脱硫率随着 n( Ca)∶ n( S)、入口 SO2 质量浓度、静床层高度的增大而增大 ;随进气温度、绝热饱和温差、表观气速、喷动粒子直径的增大而减小。当 n( a)∶n( S) >1.0 0 ,绝热饱和温差为 7℃时 ,脱硫效率可高达 90 %以上。此脱硫技术具有流态化性能好 ,传热传质效率高 ,脱硫效果好等优点 。

喷动床技术研究进展

阐述了国内外近年来喷动床技术研究的进展,分别对喷动床床体结构改进、数学模型及应用等方面的研究现状进行了总结。简述了目前研究中存在的主要困难与问题,提出了喷动床研究未来发展的思路。

导向管喷动床小麦干燥工艺优化研究

为在国内推广使用具有良好的传热和传质效果的喷动床 ,自行设计制造了喷动床粮食干燥机 ,以探索喷动床用于粮食干燥的实际效果和所存在问题的解决方法。喷动床的内径为 180mm ,高为 70 0mm ,锥体部分高为 10 0mm ,锥角为 90° ,气体入口管内径为 2 5mm ,所用导向管的内径为 2 5mm ,长 2 0 0mm ,距进气管口 5 4mm。以湿小麦为原料 ,进行喷动干燥试验。设计了三因素三水平正交试验方案。所考察的三个因素是空气流量、热空气温度和湿麦装料量。各因素的水平为 :空气流量取 42、5 4、71m3 /h( 2 0℃ ,10 1.3kPa) ;热空气温度取 60、75、90℃ ;湿麦装量取 2 .0、2 .9、3 .8kg。以单位质量水分热耗为指标进行评价 ,得到了优化工艺参数 :空气流量取 42m3 /h ,热空气温度取 75℃ ,湿麦装量为 3 .8kg。优化工艺的热耗为 55 88kJ/kg水。方差分析指出 ,热空气温度对指标有显著影响。研究表明 ,导向管喷动床用于小麦干燥试验取得了优化结果 ;可以进一步研究喷动床的放大问题 ,以使其真正用于粮食干燥。

喷动床发展与现状

介绍了流化床的一个分支——喷动床的发展与现状。首先简述了喷动床的发展史，然后着重讲解了有关喷动床的几个基本概念，并对喷动床的流动特性及其与传统流化床的异同点作了描述。给出了一些喷动床的床型变化及应用实例。

细颗粒喷动床的流体力学特性

在直径 186mm的喷动床中考察了细颗粒 (dp=0 2 41～ 0 874mm)体系的流体力学性质及夹带和磨损特性 .采用不同的喷嘴直径 (Di=6～ 14mm)和锥底顶角 (θ =45°～ 80°)对其操作状态进行了研究 ,发现当Di/dp<19～ 2 1时可以形成稳定喷动 .随着气体速度的增加 ,床层依次出现固定床、稳定喷动、不良喷动和腾涌等 4个流动区域 .实验测量的最小喷动速度与Mathur Gishler关联式的误差在± 15 %之内 .采用γ射线扫描仪测量了固体密度分布 ,结果表明喷动区的固体密度随高度的增加而增加 ,环流区的密度比松堆密度大 3 %～ 10 % .颗粒的磨损和夹带随着气速的增大而增大 。

喷动床导向管内粗颗粒的动特性

喷动床是处理粗颗粒物料的高效反应器.应用粒子图像测速仪(PIV)研究了喷动床导向管内粗颗粒物料的运动规律,测量了粗颗粒物料的瞬态流场及湍流度分布.粒子运动速度基本是轴对称的,轴心处速度最高;而在近壁处低,当喷动气流速度增加时粒子湍流度也增加,轴心处湍流度高于近壁处的湍流度.管中的流动湍动十分剧烈,湍流度始终很大,这加强了气流和物料间的热量和质量的传递.

喷动床内气固两相流体动力行为的数值模拟

The gas-solids flow behavior was predicted by means of a hydrodynamic model of dense gas-solid flow in spouted beds. Constitutive equations describing the particle interactions and friction of particles and viscosity were incorporated into a hydrodynamic simulation computer program. The effect of operating conditions (inverted cone inclination and gas spouting velocity) on particle velocity and concentration in the three zones of spouted beds: spout, annulus and fountain were numerically studied. Both vertical and horizontal particle velocities increased with increasing spouting gas velocity in the spouted region. The diameter of the spout increases with decreasing inclination. As inclination is greater than 60°, there is a neck near the jet.

添加剂对喷雾-喷动床半干法烟气脱硫性能的影响

研究了3种添加剂(NaOH、CaCl2、NaCl)对喷雾-喷动床半干法烟气脱硫性能的影响, 并分析了添加剂增进脱硫效果的机理。试验结果表明:3种添加剂都能显著提高脱硫率, NaOH的效果最佳,CaCl2次之,NaCl较差。

香菇分段变温红外喷动床干燥工艺参数优化

为获得节能低耗和品质较优的干香菇,利用红外喷动床干燥设备,对香菇分段变温干燥工艺进行试验研究。在单因素试验基础上运用Box-Behnken Design优化试验,研究前期风温、转换点含水率和后期风温对单位能耗、粗多糖含量、亮度L;值和收缩率的影响,通过加权综合评分法推导多项式回归模型,优化红外喷动床干燥工艺参数。经响应面优化的干燥参数为:前期风温56.00℃、转换点含水率53.00%、后期风温72.00℃,该工艺下单位能耗为143.52kJ/g、粗多糖含量9.98mg/g、亮度L;值68.11、收缩率83.15%,综合评分值为35.37,与预测值拟合度高达99.27%,表明应用红外喷动床干燥取得的香菇制品能满足当前香菇干燥的发展趋势及需求,为香菇干制品的综合应用及生产加工提供参考。