流化床气化旋流—过滤复合除尘设备的功能耦合研究

流化床气化出炉合成气中含尘量高,通常采用多级旋风分离器+颗粒床过滤的方式进行气固分离,工艺流程较长。本文提出一种耦合旋流分离与过滤分离功能的新型旋流-过滤复合除尘设备,可缩短除尘工序工艺流程。通过冷模实验考察了复合除尘设备的分离性能,采用正交实验方法确定了各因素的影响程度,采用单因素实验获得了除尘器性能的变化规律。研究结果表明,旋流分离可去除大部分粒径>1μm的粉尘颗粒,颗粒床过滤几乎可以捕集<1μm的大部分微细粉尘,复合除尘设备的整体分离效率稳定在99.9%以上。

煤基化学链燃烧串行流化床的冷态试验研究

采用"湍动床+快速床"作为煤基化学链燃烧(CLC)系统的空气反应器(AR),鼓泡床作为燃料反应器(FR),设计了流动密封阀和旋风分离器,分别用于隔绝2个反应器之间的气氛和进行气固分离,在冷态试验装置上分析研究了CLC系统的压力分布、固体循环流量、气体泄漏率及煤灰与循环载体的分离效果.结果表明:该串行流化床反应器之间气氛隔绝性良好,气体泄漏率较低,固体循环流量达到甚至超过设计标准,FR二级旋风分离器的分离效率接近100%,FR中煤灰进入AR的质量分数小于1.55%,煤灰分离效果良好;装置可以长时间连续稳定运行,且操作气速范围较广,自行设计建造的循环流化床作为煤基化学链燃烧试验装置是可行的.

生物质气化串行流化床反应器设计及冷态模拟实验研究

在生物质化学链气化反应基础上设计并搭建了一套串行流化床冷态模型。以石英砂为床料、空气为流化介质在该装置上开展了压力分布及控制规律实验研究。采用PY500型智能压力检测系统及PV-6型激光颗粒速度测量仪着重研究了空气反应器、燃料反应器、气体密封室等部件的表观气速对循环状态的影响。实验结果表明,颗粒在提升管中流动为环核型结构,平均空隙率轴向先增大后减小,装置适宜的操作状态为燃料反应器流化气速1.2m/s^2.0m/s,空气反应器气速1.4m/s^1.7m/s,返料管气速为0.4m/s^0.85m/s,两反应器存料量2.5kg^4.5kg。

二维循环流化床密相区物料扩散冷态试验与模型建立

利用大型循环流化床锅炉二维冷态试验台,进行模拟实际给煤颗粒在炉膛内的扩散和掺混试验,根据实验自身可变参数床料粒径、示踪粒子粒径、表观风速和静止床高,确定了炉膛扩散系数关联式。

气固流态化综合实验教学平台的开发与应用

基于对传统固体流态化专业实验的系统分析,自主研制了气固流态化综合实验教学平台。该平台包括一套多功能大型循环流化床冷模装置,以及配套的先进测试仪器和虚拟仿真系统,可在常规固体流态化和气固循环流态化两种操作模式下,进行流化现象观测、颗粒流动特性测试、气固流动结构测定及两器压力平衡分析等方面的教学和研究工作。该实验平台不仅拓展了气固循环流态化方面的教学内容,而且通过虚实结合的方法,加深了学生对气固流态化现象的理解和流化床反应器工程实际的认知,推动了产学研结合,提升了教学效果。

组合气-固环流床与常规气-固环流床流动特性的比较

针对石油炼制装备中所涉及的组合气-固环流床和常规气-固环流床,通过大型冷模实验对二者整体流动特性和局部流动特性进行了对比研究。结果表明:在导流筒区表观气速、环隙区表观气速和床层内颗粒静床高度相同的条件下,组合气-固环流床和常规气-固环流床的导流筒区整体平均固含率、环隙区整体平均固含率及两区整体平均固含率差的差别较小,组合气-固环流床内的颗粒环流速度较大。在床层各区域局部流动特性上,在分布器区和导流筒区下部,组合气-固环流床的局部固含率和颗粒速度均较大;在导流筒区中部,二者的局部固含率和颗粒速度均差别较小;在导流筒区上部和气固分离区,组合气-固环流床的局部固含率较小,颗粒速度较大;在环隙区,二者的局部固含率差别较小,而组合气-固环流床的颗粒速度较小。

大颗粒流化床放大准则简化与冷态验证

以气固两相流和相似理论为基础，对流化床中颗粒相与流体相动景方程进行了分析与处理，将原放大准则的9个无量纲准数简化成了7个，分别为傅鲁德数（umf^2／（gD））、流化数（u0/umr）、密度比（pP/pr）、静床层高与床径比（Hmf／D），睐体几何结构比，球形度（Ф）利粒度分布（PSD）。此放火准则不仅包含了几何条件和物料特性条件，而且包含了流化床的操作条件。经流化床冷模实验验证，该放大准则有效。

丙烯腈反应器新型两级旋风分离器大型冷模试验研究

针对丙烯腈装置扩能的要求 ,分析了用新型两级旋风分离器取代原三级旋风分离器的必要性 ,采用PV型和PV E型旋风分离器组成新型两级旋风分离器。根据旋风分离器尺寸分类优化设计法 ,设计了一种工业尺寸规模的两级旋风分离器 ,并将它和Ducon型三级旋风分离器在冷态条件下进行了对比试验。结果表明 ,新型两级旋风分离器不仅性能优异 ,而且结构简单、占据空间小、工作可靠 ,适合现有丙烯腈装置扩能改造的需要。

流化床法制备太阳能级多晶硅冷态研究

分别采用管径为φ20 mm与φ40 mm的流化床反应器,以工业硅为物料,进行了太阳能级多晶硅制备冷态模拟试验研究。结果表明：在管径φ40 mm的流化床反应器中,硅粒粒径D50在80~109μm之间,硅料加入量126.1 g,流化速度为0.26~0.28 m/s时,流化状态最佳;在管径φ20 mm的流化床反应器中,硅粒粒径D50在80~109μm之间,硅料加入量78.1 g,流化速度为0.42~0.44 m/s时,流化状态最佳。

CFB含有金属丝的物料流化及循环特性冷态试验研究

在主床截面为600mm×400mm、高6000mm的大型循环流化床(CFB)冷态试验台上进行了含有金属丝的物料流化及循环特性试验。将不同长度不同直径的钢丝和铜丝加入炉膛,观察且对取样进行分拣,分析金属丝在CFB中的流化和循环特性。试验结果表明,加入长度20mm和50mm的金属丝会造成循环回路的堵塞,而加入长度5mm和10mm金属丝能够正常流化且循环回路正常运行,粗金属丝极易沉积在返料器中。

循环流化床还原红土矿富集镍铁的冷态实验研究

对现有红土矿的预还原工艺进行分析,阐述了循环流化床反应器进行红土矿预还原的可行性,进行了循环流化床还原红土矿富集镍铁的冷态实验研究。实验表明:红土矿颗粒具有良好的流化特性,利用Wen&Yu公式可估算出热态时其最小流化速度。宽筛分的红土矿颗粒在所设计的流化床反应器中能够实现有效循环,主床和流动密封阀结构、密封阀充气点位置和风量、物料的物理性质及粒径分布等因素都会影响循环的稳定性。讨论了当前实验结果对今后热态实验的参考作用。

循环流化床脱硫技术的冷态实验研究

研究循环流化床的冷态动力学特性。实验表明 ,排渣装置加导流板和反应器底部加文丘里布风装置后 ,反应器内的回流区消失 ,流场变得稳定 ,速度分布比较均匀 ,反应器内的流化状况得到改善 ,而且整个系统的阻力没有明显增加。实验结果为热态实验提供了重要的参考依据。

木屑在循环流化床中的流动特性研究

研究了冷态实验条件下木屑在内径0.28m、高10m的循环流化床中的流体力学特性。着重研究了表观气速U_g=1.81～2.26m/s、循环流率G_s=0.42～0.76kg/(m^2·s)的工况下木屑在循环流化床上升管中颗粒速度与床层空隙率的轴向及径向分布特点。实验发现:循环流化床的下降管中保持足够料高是木屑实现先定循环的必要条件;颗粒在上升管中的流动为典型的环-核结构;面积平均空隙率沿床高呈现先增大再减小的现象。通过将截面按径向位置r/R=0～0.71,0.71～0.93,0.93～1.00分为3个区域,分析了环区、核区和环核过渡区各自的床层空隙率以及颗粒速度沿床高变化的特点。

振动流化床中磷石膏颗粒流态化性能研究

在振动流化床中进行了磷石膏颗粒流态化性能的冷模实验研究。结果表明,磷石膏颗粒在普通流化床中流化性能很差,难以实现正常的流化态,不适合在普通流化床中进行流态化分解反应。而振动的引入极大地改善了磷石膏颗粒的流态化性能。并考察了振幅和进料高径比对磷石膏颗粒的床层压降、膨胀比、最小流化速度的影响。为热模实验条件的选择提供了理论基础。

氧氯化流化床反应器内三级旋风分离器大型冷态对比试验研究

针对氧氯化流化床反应器操作条件,确定了旋风分离器冷态对比试验方案,并进行了大型冷态对比试验。结果表明,三级PV型旋风分离器分离性能优于国外引进的旋风分离器,且稳定性也要好,可以满足生产的要求。

煤粉和油页岩颗粒流化行为研究

为了研究煤粉和油页岩颗粒流动特性,在直径400 mm、300 mm循环流化床冷模试验装置上,考察了不同操作条件下煤粉和油页岩细粉物料的流化性能,并对煤粉、油页岩粉的流化特性进行了对比。结果表明,油页岩粉物料的起始流化速度约0. 043 m/s,煤粉物料约0. 023 m/s;油页岩粉的小颗粒带出速度约0. 7 m/s,煤粉约0. 6 m/s,2种物料的大颗粒带出速度约1. 4 m/s。床层表观气速在0. 1～0. 7 m/s时,床层密度沿床层高度有所降低,其中油页岩粉床层密相密度为800～350 kg/m^3,煤粉床层密相密度为750～300 kg/m^3。在提升管内随提升管高度的增加和表观气速增大,床层密度表现为由下至上逐渐降低,有一定波动的S形分布,提升管内床层密度为20～110 kg/m^3。

谷物流态化干燥过程的节能研究

为了降低多层流化床干燥器的能耗,对空塔压降随气体分布板开孔率的变化规律、空塔压降随风速的变化规律、进料时的流化操作范围与各床层及总床层的压降随风速的变化规律进行了冷态试验研究。为稻谷的流化床干燥器选择了合适的开孔率、层数并得到了合适的流化操作范围。

130 t/h循环流化床锅炉冷态试验研究

循环流化床锅炉炉膛内配风及介质流动特性对锅炉燃烧效率、污染物生成和发电机组性能影响极大.对一台检修后的130 t/h循环流化床锅炉进行冷态试验,通过直接测量风速法研究不同负荷工况下锅炉炉膛内一次风布风特性和二次风配风特性.结果表明:在空床试验时,高负荷工况下的一次风分布均匀性要优于中、低负荷工况,中、低负荷工况时炉膛内一次风分布呈现相反的特征.根据试验中得到的二次风挡板特性,给出不同负荷工况下二次风风门挡板推荐开度.为后续燃烧优化控制策略的制定和锅炉热态调试工作的开展提供参考.