磁流化床烟气脱硫反应特性研究

提出了把磁流化床技术应用于烟气脱硫的新思路,并研制了一套磁流化床脱硫实验装置.分析了磁场和铁磁颗粒的催化作用,明确在流化床外施加一个磁场且采用铁磁颗粒作为床料,可以增加流化床内的脱硫反应几率和反应效率.多种工况下的脱硫实验验证了磁流化床强化脱硫的理论分析,当采用床料dp=220μm铁磁颗粒,施加外加磁场的磁感应强度B=40mT,钙硫质量比m(Ca)/m(S)=185,入口烟气温度T0=250℃的工况条件下进行脱硫,获得了8593%的脱硫效率.实验结果还表明,脱硫效率随着磁性颗粒粒径的变小或磁感应强度的增大而增加.

铁基磁流化床选择性催化还原烟气脱硝

选择性催化还原(SCR)脱硝是烟气中氮氧化物(NO_x)脱除的最有效方法之一,现有SCR系统采用填充床反应器工艺,且催化剂价格较贵。本文以Fe_2O_3铁基催化剂为床料,以氨为脱硝剂,采用磁流化床进行选择性催化还原脱除氮氧化物实验研究,并对反应前后的床料进行EDAX元素分析和XRD分析。实验结果表明:γ-Fe_2O_3对加氨SCR脱硝有较强的活性,但随着温度的升高,由于γ-Fe_2O_3对氨的氧化也表现出较强活性,因而在250℃后,γ-Fe_2O_3催化剂的脱硝效率会降低;另一方面,磁流化床的良好气固接触与传质特性同时改善了γ-Fe_2O_3催化剂的上述两个催化活性作用,使其在250℃达到95%的最佳脱硝效率。

外加磁场对磁流化床烟气脱硫过程的影响

研究了磁流化床脱硫过程中外加磁场对流化状态、脱硫效率和脱硫产物特性的影响,并分析了磁场强化脱硫的机理.结果表明:随着磁场的增强,磁流化床经历了3个阶段.在鼓泡流化状态下,床层压降不稳定,脱硫效率低;在磁稳流化状态下,床层压降小,脱硫效率快速提高;在磁聚状态下,床层压降较大,脱硫效率提高.兼顾脱硫效率和能源消耗两方面的要求,在磁稳流化状态下进行烟气脱硫是适宜的.此外,对脱硫产物微观形貌和化合物成分的分析表明:磁场改变了铁磁颗粒表面脱硫产物的附着方式,并促进了S(IV)的氧化,提高了SO2的吸收速率,从而提高了磁流化床的脱硫效率.

磁流化床强化烟气脱硫的机理研究

磁流化床烟气脱硫是一项全新的脱硫技术。该文通过实验验证了在一定磁场强度下,其脱硫效率比普通喷雾干燥脱硫有大幅度提高。为分析磁流化床强化烟气脱硫的机理,文中对脱硫产物进行了比表面积分析、扫描电镜(SEM)分析和X射线衍射分析。结果表明磁场增大了脱硫产物的比表面积,加强了铁元素的催化氧化作用,从而明显提高了脱硫效率。

磁流化床气固两相流动的数值模拟及实验验证

建立了床体为圆筒的磁流化床简化数学模型 .采用SIMPLEC算法对此类磁流化床床内的气固两相流动进行数值模拟 ,并对多种运行条件下床内气固两相流动的数值模拟结果进行分析 ,获得了磁流化床内气固两相在偏离或接近临界稳定区域的流化特性 .通过用相对应的实验装置进行实验验证 .结果证明 :该简化的双相模型和SIMPLEC算法对磁流化床床内气固两相流场进行数值模拟具较好的适用性和准确性 .

确定磁流化床磁稳操作区域的理论分析与实验研究

基于颗粒受力分析,运用流化床的基本理论,采用量纲分析法,提出磁流化床的磁稳区域主要取决于雷诺数Re、阿基米德数Ar和磁重势能比Er,并通过实验数据关联,进一步得出确定临界鼓泡流化速度与起始流化速度之比(即磁稳区域)的半经验公式.此公式与实验结果的误差小于8%,与以往文献中的数据基本吻合,这说明在一定场合下,该公式具有较好的适用性.

磁流化床稳定性分析

应用Foscolo的颗粒床模型分析了磁流化床稳定性,得到了磁流化床的稳定判据;根据得到的判据分别对层流和湍流情况分析了磁场对磁流化床稳定性的影响。

磁流化床磁稳流化区域的确定及影响因素

Experimental research on the fluidized characteristics of four magnetic particles with different average diameters(from 213 μm to 512 μm) was carried out in this study.The effects of such factors as intensity of the magnetic field and diameter of the particles,on the stable zone in the magnetically fluidized bed were investigated and discussed.Based on the experiments,by using the dimensionless analysis method,an experimental correlation to calculate the stable zone with three dimensionless numbers,i.e. the ratio of magnetic potential to gravity potential E_r,Archimedes number Ar and Reynolds number Re,was proposed.In addition,the level of significance of the correlation was tested,and the results showed that the most significant factor to influence the stable fluidization zone was E_r,and Ar was the second,while Re was the least significant factor.

纳米磁酶水酶法在磁流化床中提取大豆油脂的数值模拟及应用

为提高大豆油的提取率以及油的品质,该研究将游离纤维素酶固定在磁性高分子载体Fe_(3)O_(4)/SiOx-g-P(GMA)上,利用数值模拟确定磁流化床中水酶法提油的最佳参数,并将最佳参数应用在磁流化床中,通过单因素试验探究磁性固定化纤维素酶在磁流化床中水酶法提油的最佳工艺条件。结果表明:扫描电镜、粒径分析和红外光谱显示磁性固定化纤维素酶已固定在磁性高分子载体Fe_(3)O_(4)/SiOx-g-P(GMA)上,且具有较好的磁响应能力,与游离酶相比,磁性固定化纤维素酶提高了酶的耐热性和耐酸碱性。数值模拟得出磁场强度为0.034 T,流速为0.0041 m/s时,磁酶在磁流化床中可与大豆料液充分接触,有利于提高大豆油提取率。磁流化床中水酶法提油较优工艺为:酶添加量为1.2 mg/g,pH值为5,温度为55℃,反应时间120 min,此时大豆油提取率较优为90.3%。磁性固定化纤维素酶在磁流化床中可以连续使用12 h。该研究提高了大豆油提取率,与间歇反应相比,磁流化床大豆油提取率增加了6.1%。研究结果为后续磁流化床水酶法提油提供了理论依据。

空气-SRNA-4催化剂磁流化床动力学研究

在内径和高分别为140mm和1600 mm气固磁流化床反应器内,分别以空气和SRNA-4催化剂(平均粒径50μm)为气相和固相,采用不同外加磁场强度对磁流化床动力学进行了研究。应用计算流体力学软件FLUENT 6.2对磁流化床内局部固含率和床层压降进行了模拟计算。模拟结果显示:无磁场作用时,随表观气速增加,床层界面变化剧烈,床内局部固含率的分布极不均匀,床层压降升高。随着磁场强度增加,气泡的数目和尺寸减小,床中局部固含率增大,且分布变得较均匀,床层压降呈现下降趋势。模拟结果与实验数据吻合良好。

磁流化床强化烟气脱硫反应机理研究

磁流化床对脱硫反应的强化作用分铁磁颗粒强化和磁场强化两方面。铁磁颗粒强化体现在铁磁颗粒对SO_2脱除具有催化氧化作用;磁场强化,体现在磁场能增强Ca(OH)_2的溶解度,从而增强Ca(OH)_2浆滴的脱硫能力。磁流化床烟气脱硫的试验研究结果证实了上述分析的正确性。

磁流化床铁磁颗粒的流化特性与磁稳区的确定(英文)

针对磁流化床可实现磁稳流化的特点，提出了一种确定和计算磁稳流化区域的方法．通过对4种不同粒径的铁磁颗粒（其平均粒径范围231—512μm）进行流态化实验研究，得到铁磁颗粒分别在磁场强度为0—7330A／m时的流化曲线．实验中采用压降波动的方法测定最小鼓泡流化速度，进而确定磁稳流化区域的范围．基于铁磁颗粒的流化曲线，分析得到铁磁颗粒的流化特性，讨论了颗粒粒径、磁场强度对磁稳流化区域的影响；运用多元回归的方法得到磁稳流化区域与磁重势能比、阿基米德数以及雷诺数之间的实验关联式．与已有的研究相比，此式较为简单，具有较好的适用性，据此式可以方便地给出磁流化床磁稳流化状态运行时的合理参数．

磁流化床脱除烟气硫分的实验研究与初步理论分析

提出用磁流化床进行烟气催化脱硫的新方法 ,阐述了该脱硫方法的基本机理 ,并采用磁流化床进行了烟气脱硫的实验研究。结果表明 ,采用磁流化床技术可以提高脱硫效率。

磁流化床铁基选择性催化还原烟气脱硝

本文介绍近年来铁离子交换沸石催化剂、氧化铁催化剂等铁基催化剂选择性催化还原(SCR)脱硝的研究进展;分析磁流化床的特性,提出利用磁场流态化技术进行磁性颗粒催化还原脱除氮氧化物的新技术构思,并对此脱硝反应的机理及实验方案进行初步的研究。

用波动理论确定气固磁流化床的临界稳定区

在气固磁流化床双相模型基础上借助波动理论分析了气固磁流化床内的空隙率波动 ,导出了气固磁流化床的临界稳定流化区 .由此确定的稳定流化范围与实验结果较好地吻合 .

磁流化床烟气脱硫过程中S(Ⅳ)的氧化

研究了磁流化床烟气脱硫过程中铁磁颗粒和外加磁场对S(Ⅳ)氧化反应的促进作用。进行了两组实验:(1)磁流化床烟气脱硫实验。测定脱硫产物成分,分析流化床的床料和外加磁场的强度对S(Ⅳ)氧化反应的影响;(2)Fe(Ⅲ)溶液SO_2吸收实验.测定溶液的SO_2吸收性能,确定S(Ⅳ)氧化反应的机理。实验结果表明:磁流化床以石英砂为床料时,未发生S(Ⅳ)的氧化反应;以铁磁颗粒为床料时,发生S(Ⅳ)的氧化反应。并且,S(Ⅳ)的氧化反应程度随溶液中Fe(Ⅲ)浓度的增加和外加磁场强度的增加而增强。

用空隙率波动信号确定磁流化床的临界转换点

磁流化床由聚式流化向散式流化转化的实验判据,可以从磁流化床局部空隙率波动信号的主频率F_d随磁场强度H变化的曲线得到。该曲线的极值点就对应了从聚式流化转变为散式流化的临界转换点。由此确定的稳定流化区域与Rosensweig用微扰准则划定的稳定流化区域基本一致。

用电磁感应法测量磁流化床气泡特性的实验研究

鉴于已有流化床气泡测量方法在磁稳定流化床中难于实现,本文提出了一种新型的气泡特性测量方法——电磁感应法,籍此满意地考察了磁稳定流化床的气泡特性,包括磁场强度、单孔气流流率、主流流率对气泡频率、速度、体积、汇合和分裂的影响。

梯度磁场下气固流化床中磁颗粒运动数值模拟

在外加竖直方向梯度磁场的气固鼓泡流化床中,考虑铁磁颗粒受到的梯度磁场力和颗粒间磁感应力,对气相采用流体力学方法(CFD),颗粒相采用离散元法(DEM),建立二维磁鼓泡流化床数学模型,模拟不同磁场强度下全磁颗粒圆形床料的气固流动过程,分析了不同磁场强度对磁流化床中气泡生长、颗粒运动、床层压降和磁颗粒受力的影响。研究结果表明在沿高度磁感应强度递减的梯度磁场中,磁颗粒在颗粒间磁感应力的作用下凝聚成链,破坏了大气泡的形成。随着磁场强度增加,颗粒扩散系数减小,颗粒间磁感应力和梯度磁场力增大;气体与颗粒相间作用力先减小、后增加;而颗粒接触力先增加、后减小。

铁基磁流化床SCR烟气脱硝的磁场效应

进行了铁基磁流化床SCR烟气脱硝实验研究,并对铁基床料进行了BET和XRD分析。结果表明,在0.01～0.015 T磁场下,180℃时的SCR脱硝效率达90%,将高效脱硝温度范围从无磁场时的220～250℃扩展至180～250℃。其原因主要在于辅加磁场降低了SCR反应的表观活化能,改善了Fe_2O_3催化剂的SCR活性。磁流化床中Fe_2O_3催化剂SCR脱硝反应的磁场效应可归纳为:磁场强化NO在Fe_2O_3表面的磁化学吸附;磁场促进活性自由基NH_2的生成以及自由基NH_2与NO的反应;磁场流态化良好的传热、传质特性进一步促进了脱硝反应。