内旋流流化床床内颗粒运动特性的试验研究

流化床床内颗粒的大规模循环不仅可以加剧了颗粒横向扩散 ,提高燃烬速率 ,实现燃烧的均匀性和稳定性 ,还将有利于促使不燃物质的定向移动排出炉外。文中采用冷态流化床装置 ,应用分层取样技术对微倾斜布风板实现流化床内不均匀布风 ,床内物料混合与分层特性进行了系统的试验。研究床内颗粒扩散的动态特性和流化风速、颗粒密度以及颗粒粒度等因素对流化床内分层的影响 ,并通过求解扩散方程来分析布风不均匀性和布风倾角对风板附近物料扩散的影响。研究表明 :增大流化风速和布风板倾角能够强化颗粒的横向扩散和流化床的内旋流强度 ;对大而重的颗粒存在一个最佳速度比 ,既能实现床内旋流又能防止颗粒的严重分层 ,并针对低风速区的分层现象 ,提出了一个关联式 ,该式的计算值与实验值吻合较好。

内旋流流化床埋管传热研究

垃圾焚烧系统中 ,内旋流流化床存在不同布风速度的移动区、流动区和换热区 ,处于换热区的埋管的对流换热系数受附近流动区气流参数的影响 ,其变化趋势及数值大小与普通鼓泡型流化床之间有明显不同 :最大的对流换热系数明显高于鼓泡床 ;换热区尚未流化时 ,对流换热系数已经大幅提高 ;整条换热曲线的变化比较平缓 ,易于流化床浓相床内换热。

旋流流化床结晶特性实验研究

以磷酸二氢钾为结晶体系,研究了旋流流化床的添加晶种结晶特性,考察了结晶料液的温度、过饱和度、流量及晶种特性对结晶速率及产品平均粒径的影响,并与搅拌结晶过程进行了对比。研究结果表明,晶种的粒度分布对产品粒度分布有较大影响。相比搅拌结晶,旋流流化床结晶时间短,结晶产品粒径大、粒度均匀一致、晶形规则整齐。采用晶种1结晶,在料液温度为40℃,过饱和度为20 g/L,流量为84.26 L/h时,单位质量晶种的结晶速率可达2.15 mg/(g·s),在此条件下结晶0.5 h,产品的平均粒径可达1.27 mm。

旋流流化床中氯化钠蒸发结晶特性研究

以新型旋流流化床为结晶装置,考察了蒸发温度、蒸发时间、晶种量、晶种粒径、母液循环流量对氯化钠蒸发结晶速率、平均粒径和粒径分布的影响。结果表明,随着蒸发温度、蒸发时间、母液循环流量增大,氯化钠结晶速率增加,产品平均粒径增大;晶种量增加,结晶速率降低,产品平均粒径减小;晶种粒径对结晶速率影响呈微降趋势。在蒸发温度为60℃,晶种质量分数为1%,时间为2 h,母液循环流量为39.72 L/h的条件下,晶种粒径为525μm时,产品平均粒径为752μm。

内旋流流化床燃烧稳定性研究

城市生活垃圾焚烧需要稳定均匀的温度来减少燃烧产生的大气污染物。采用内旋流流化床进行了垃圾焚烧实验，通过改变垃圾处理量、垃圾种类和流化床浓相床区高度，研究了浓相床区温度的稳定性和焚烧炉内温度分布。

内旋流流化床内颗粒运动规律的试验与数值研究

通过冷态试验与数值模拟研究了不同布风下装有∧字型布风板的内旋流流化床的流动特性,并进行了对比.气固两相数值模拟结果表明,固相流场产生了大尺度旋流,而且与试验观察到的现象相似.对固相颗粒速度分析表明非均匀布风使内旋流流化床的底部和顶部产生了气、固两相强烈的横向和纵向运动.相比较来说,对称的非均匀布风扩散能力要比均匀布风的扩散能力强.

垃圾衍生燃料在内旋流流化床中燃烧数值研究

使用FLUENT软件平台,采用非预混燃烧模型、标准k—ε湍流模型以及P-1辐射模型,对垃圾洐生燃料在内旋流流化床中的燃烧特性进行数值模拟研究。通过数值模拟,得到一定工况下炉膛内的温度场、组分场分布,模拟结果与实验数据符合较好。

旋流流化床中五水硫酸铜结晶生长动力学研究

基于微观平板对流传质理论,建立了五水硫酸铜晶体生长动力学模型。在循环旋流流化结晶实验装置中,分别考察了母液过饱和度、循环流速、晶种粒度、结晶温度对晶体生长速率的影响。结果表明:增大旋流流化床中的母液过饱和度、结晶温度、循环流速,或减小晶种粒径均能提高五水硫酸铜晶体的线性生长速率,其中母液过饱和度与结晶温度对晶体线性生长速率影响显著;在较宽的操作条件范围内,模型计算结果与实验值吻合较好,相对偏差在±10%以内,该模型可用于预测旋流流化床中五水硫酸铜晶体的生长速率,可为装置的工业放大设计提供理论指导。

旋流流化床数值模拟及颗粒运动分析

对单旋流和双旋流两种结构的流化床内部流场进行了分析,采用欧拉多相流模型研究了流化床内颗粒的分布状态和速度大小分布等,对比观察两种结构的颗粒簇的轴向爬升特性以及死区分布,结果表明双旋流结构流化床内颗粒的流化程度更好,颗粒分布更加均匀稳定。并采用Fluent耦合离散元分析软件EDEM分析了两种结构的颗粒运动特性,发现颗粒轴向运动呈现加速与减速交替,双旋流结构流化床的流化性能更优,可以使颗粒更快达到稳定状态。

旋流流化床内的流动及传热特性

采用欧拉-拉格朗日混合方法,对旋流流化床的流动及传热性能进行相关研究;对旋流流化床中床层局部空隙率和颗粒旋流速度进行预测,在此基础上探讨反应器内壁面的磨损行为,分析运行状态对于磨损行为的影响;进一步对床层与壁面间的传热行为以及气固相间传热行为、操作速度的影响等进行研究。结果表明:床层空隙率分布以及颗粒旋流速度大小对于操作速度的变化较为敏感,稳定旋流模式下壁面磨损大幅增强;小颗粒相表现出更好的相间传热性能。

内旋流流化床内颗粒流动特性的数值模拟研究

利用欧拉双流体模型对内旋流流化床内固体颗粒的流动特性进行数值模拟,模拟结果表明:内旋流流化床内气泡主要产生于高速风侧;非均匀布风和布风板倾角对床内颗粒流动特性有影响;内旋流流化床具备良好的横向和纵向扩散特性,有利于床内物料的强烈混合;模拟结果与实验结果符合较好。

三维旋流喷动流化床气固两相流动特性模拟

为了从理论基础上研究带风帽的旋流喷动流化床干燥器内气固两相流流动特性,采用欧拉多相流模型对一台旋流喷动流化床试验台进行三维数值模拟,分析了各种不同底部进风速度V底与切向进风速度V切比例对旋流喷动流化床干燥器内的气体速度分布和颗粒速度分布特性的影响,以及当V底/V切为30 m·s-1/30 m·s-1时,探讨了气固流动状态随时间的变化规律。研究结果表明:增大V切,有利于增加近壁面区域的气体流动速度和促进气固相的充分混合,增加气体和颗粒相的接触面积,有利于减少气相流动死区,降低黏性物料对筒体壁面的粘附程度。但由于切向风的卷吸作用所形成的负压会导致轴向气流减弱,不利于筒体中心区域气流的轴向发展,降低了轴向风对颗粒层的穿透效果。

图像技术在非均匀布风流化床颗粒运动分析中的应用

通过实验得到了非均匀布风流化床内示踪颗粒在床层内的运动历程，以及床层内颗粒的浓度分布随时间的变化，并归纳得到颗粒在非均匀布风的内旋流流化床中不同区域的扩散系数．内族流流化床颗粒的纵向扩散系数和横向扩散系数大小相近，横向扩散系数明显大于均匀布风的鼓泡床的横向扩散系数，具有较好的横向扩散特性，有利于使流化床内横向不均匀的状况得到改善．

城市固体废物的焚烧实验

稳定均匀的燃烧温度是确保减少垃圾焚烧系统大气污染物排放量的一个重要因素.采用内旋流流化床(ICFB)进行了城市生活垃圾焚烧实验,探讨了不同的布风速度、垃圾焚烧量、流化床浓相区高度和不同种类垃圾对焚烧稳定性的影响,并给出了流化床内部温度和CO、NOX、SO2等大气污染物的浓度变化.内旋流流化床采用非均匀布风,低速风的移动区尚未流化时,浓相区温度存在一定的不均匀性,低速风区流速超过2倍初始流化速度后,浓相区温度是均匀一致的;流化床的床料具有较好的蓄热能力,较厚的床层有利于提高燃烧的稳定性,可减少垃圾给料和垃圾热值的波动对燃烧温度造成的不利影响;垃圾的焚烧效果与垃圾的热值有直接关系,焚烧低热值垃圾时,为了提高焚烧温度并达到较好的排放指标,需要增加一定量辅助燃料进行助燃;内旋流流化床在燃烧稳定性以及燃烧温度控制上具有一定优势.

我国城市垃圾焚烧处理的研究现状与展望

介绍了我国城市生活垃圾的综合处置情况,对城市垃圾焚烧处理的最新研究进展进行了综述。重点介绍了鼓泡流化床和循环流化床在城市垃圾焚烧处理过程中的特点以及研究进展,并提出了在内旋流流化床中进行城市垃圾焚烧的新研究方向。

我国城市垃圾处理现状与对策

对我国城市生活垃圾处理的现状进行了综述,重点介绍了鼓泡流化床与循环流化床中城市垃圾焚烧处理的特点,并提出了在内旋流流化床中进行城市垃圾焚烧处理的新方向,这有利于缓解我国日益严重的垃圾围城的困境。