串行流化床内气体串混特性

串行流化床反应器间的气体串混是影响化学链燃烧过程的关键因素之一,采用串行流化床冷态试验装置,通过改变各反应器入口流化数,考察反应器间的串混量及串混率。反应器之间的气体串混路径可能有空气反应器和燃料反应器之间的气体串混、燃料反应器内气体向旋风分离器串混、隔离器气体在空气反应器和燃料反应器内的分布。结果表明,在空气反应器和燃料反应器之间加设隔离器能有效阻止两个反应器之间发生气体串混;燃料反应器内少许气体通过反应器内料腿向上串混到旋风分离器排气中,串混率约为2%,这使得该串行流化床化学链燃烧的理论碳捕集效率可以达到98%;燃料反应器流化风速对隔离器内气体在两个反应器的分布影响较小,采用水蒸气流化可避免隔离器气体向空气反应器和燃料反应器内串混所带来的影响。

串行流化床内气固流动控制

针对化学链燃烧分离CO2技术特点,在一串行流化床(循环床+喷动床)冷态实验装置上,以CaSO4载氧体为实验原料(dp=0.6mm),研究串行流化床气固流动特性。基于床内压力分布特征,提出将循环床(空气反应器)沿床高方向划分为鼓泡段和快速流化段2个流型区域,将喷动床(燃料反应器)沿床高方向划分为喷动段、鼓泡段和悬浮段3个流型区域,得出串行流化床内气固流动控制机理。研究并考察了循环床流化风速度、喷动床喷动风速度对串行流化床内反应器间(空气反应器和燃料反应器)气体串混、颗粒循环速率以及床层压降的影响。研究结果表明,流化风是床内颗粒循环的驱动力,流化风速度应控制在3.77～4.05m.s-1;喷动风速度对床内颗粒循环以及系统稳定运行起着关键作用,建议将喷动风速度控制在0.42～0.56m.s-1。

基于燃料氧化分级的化学链燃烧冷态实验研究

基于燃料氧化分级的原理,设计并搭建了新型串行流化床化学链燃烧反应器,该反应器由空气反应器、气化反应器、还原反应器、空气旋风分离器、燃料旋风分离器、空气返料器、燃料返料器和隔离器组成一个循环回路。采用压力测量和气体成分检测的方法,研究了该系统内的压力分布、物料循环速率以及反应器间气体混合规律。结果表明:隔离器流化风量是影响系统压降以及颗粒循环的决定性因素;空气反应器与燃料反应器之间几乎不发生气体串混,隔离器气体隔离作用良好。