循环流化床脱硫反应器流场特性实验研究

在φ250 mm×9000 mm循环流化床实验装置上,研究了循环流化床的压力和颗粒浓度在不同操作条件下的分布规律,并采用径向不均匀指数(RNI)对颗粒浓度径向分布的不均匀性沿轴向的变化进行了定量描述。试验结果表明,循环流化床中循环回路压力平衡曲线呈"8"字型分布,主床压差主要集中在文丘里段,与回料口在文丘里扩张段相比,文丘里压差所占比例有所减小,文丘里压差在相似操作条件下的变化与主床一致。循环流化床床内颗粒浓度随固体颗粒循环流率的增大或表观气速的减小而增大,径向颗粒浓度呈典型的"中心稀边壁浓"的环-核结构,循环流化床径向平均浓度随着提升管高度的增加先减小后增大,截面平均颗粒浓度沿轴向呈"C"型分布。固体颗粒浓度径向分布的不均匀性沿轴向先增大后减小,并与截面平均颗粒浓度存在很强的关联性。     

文丘里洗涤器轴向压力损失的试验研究

文丘里洗涤器是效率最高的湿式洗涤器，但其对于细小粉尘的高捕集效率是以很高的气体压力损失为代价的．本文通过对文丘里洗涤器操作性能的试验研究，描述了不同操作条件下不同文丘里洗涤器内轴向压力损失情况，并分析了产生轴向压力损失的机理及影响因素．     

一种生物质微波热解气化反应装置

该发明公开一种生物质微波热解气化反应装置,包括料仓、微波热解反应器、排灰罐、旋风分离器和气体提升管;料仓一侧连接螺旋加料器,另一侧设置气体出口,料仓下部出口通过星型阀门与微波热解反应器顶部连接;微波热解反应器一侧器壁中部设置气体出口,微波热解反应器底部与排灰罐通过炉篦相隔,微波热解反应器底部一侧连接螺旋排渣器;旋风分离器内嵌于排灰罐中,上部与气体提升管进口端相连,底端连接星型阀门;气体提升管位于反应装置的中轴线上,气体提升管出口端与料仓通过气体分布板相隔。该装置生物质气化率高,碳转化率高,得到合成气产品品质高,能够满足合成液体燃料的要求,具有良好应用前景。     

临界流文丘里喷嘴标定流量装置的研究

本文对ＩＳＯ９３００－１９９０标准中没有作出规定的一些重要内容，诸如用临界流文丘里喷嘴标定气体流量计装置中的气源问题和总体布置问题进行理论分析和试验验证．结果表明，在临界流文丘里喷嘴标定气体流量计装置中，采用高压离心式通风机作为气源以取代目前惯用的真空泵装置是切实可行的．所研制的标定装置精度高、总体布置合理，对今后该类标定装置的发展具有指导意义．     

文丘里管射流装置的结构及工作原理

运用文丘里管改进现有的射流装置，设计出新型的文丘里管射流装置。阐释了其理论模型，并根据实验得出了经验数据。对新型射流装置的技术方案的合理性进行了验证。     

文丘里洗涤器氢氧化钠吸收二氧化硫的传质模型

为了准确预测文丘里洗涤器中的气液传质状况，进而对整个装置进行结构优化和操作条件优化，采用带有有限反应速率的二阶不可逆反应来描述氢氧化钠溶液与二氧化硫的反应，并考虑轴向涡流扩散与相对速度的影响，得到了一个描述文丘里内气液传质的宏观模型．并将理论模型的脱硫效率预测值与实验值进行了对比．结果表明，二者吻合良好，3种不同结构尺寸的文丘里洗涤器相对误差的算术平均值均小于5％，最大相对误差为-8．07％．     

渣油催化裂化工业提升管反应器的数值模拟

应用渣油催化裂化提升管反应器三维气固两相流动、传热及反应的数值模型,对工业提升管反应器进行了全面系统的数值模拟计算,得到了提升管反应器“灰箱”内部的流动、传热及催化裂化等信息,初步揭示了催化裂化提升管反应器内部流动、传热及反应过程之间高度耦合、相互影响的基本特性。模拟结果表明,在提升管内气固两相沿轴向、径向和切向都存在着浓度、速度及温度变化梯度,这是造成催化裂化反应速度分布不均匀的主要原因。提升管的进料段是裂化反应最复杂的区域。在喷嘴上方５～１０ｍ处原料油反应基本结束,柴油产率最大值出现在提升管中下部,汽油产率最大值出现在中上部。提升管出口处反应温度及各组分浓度的模拟计算值与工业装置数据相一致,这说明该模型对工业提升管反应器具有较好的预测性,同时也验证了它的可靠性及合理性。     

文丘里法管道煤粉流量测量的实验研究

通过实验确定了用文丘里(Venturi)法测量煤粉流量的可行性。根据实验数据,得出了3种不同管型参数、固气比Z和气体速度u与差压Δp1m、Δp2m的关系,从物理意义上分析了上述关系的合理性,并进一步分析了气固两相流流经文丘里管产生压力损失的机理。从测量精度、重复性和压力损失等方面对3种不同的文丘里管进行了比较研究,得到了设计文丘里流量计的基本方法。在实验的基础上,标定了3种文丘里流量计的系数。实验表明,管径比为0.71的文丘里管测量煤粉流量的最大误差不超过5%。     

文丘里法管道煤粉流量测量的实验研究

通过实验确定了文丘里法测量煤粉流量的可行性。首先根据实验数据,得出了3种不同管型参数、固气比Z和气体速度u与差压Δp1m、Δp2m的关系,从物理意义上分析了上述关系的合理性,并进一步分析了气固两相流流经文丘里管产生压力损失的机理。然后从测量精度、重复性和压力损失等方面对3种不同的文丘里管进行了比较研究,得到了设计文丘里流量计的基本方法。最后,在实验基础上,标定了3种文丘里流量计的系数。实验表明,管径比为0.71的文丘里管测量煤粉流量的最大误差不超过5%。     

提升管内多股交叉射流的数值模拟

在内径为186 m的提升管冷模装置上,对单个及两个喷口横截面为40 m×10 m的矩形喷嘴,采用k-ε双方程湍动模型,通过对喷嘴出口边界条件的修正,进行了气相流动的数值模拟.射流气速为41.67 m/s,提升管底部来流气速为7.16 m/s.模拟结果显示,射流影响区约在喷嘴上方1.4 m处结束,根据射流流体在提升管内的流动形态,沿轴向可将其分为核心区,偏折区和发展区;射流的外轮廓为瓮形.模拟结果与实验结果相吻合.     

相对湿度对烟气脱硫效率的影响

介绍了在循环高速流态化反应器上进行的生石灰低温脱硫研究 ,通过改变增湿器内的水温来改变反应器内的相对湿度 ,从而探讨相对湿度对烟气脱硫效率的影响     

气固循环流化床提升管颗粒速度和浓度的测量技术

介绍了气固循环流化床提升管中颗粒速度、颗粒浓度的常用测量技术,较全面地比较了各种方法的优缺点,仅供循环流态化领域研究人员参考。     

液-液循环流化床制冰过程的(火用)分析

采用水与另一种非相溶载冷流体直接接触换热结冰的液液循环流化床是一种新型动态制取流体冰方法.针对该方法建立了研究床内多相流动与传热过程的数值模拟平台,以热力学第二定律为基础提出了液液循环流化床制冰过程的火用损失计算模型.采用数值试验方法探讨了水滴直径、载冷液体入口温度和速度对系统的制冰能力和火用损失的影响.研究结果发现,减小水滴直径和入口温度可以不断提高循环流化床的制冰能力,但减小入口速度的作用有限,而减小水滴直径是兼顾制冰能力和过程火用损失的最有利途径.     

流化床反应器内活性焦流动特性的模拟研究

本文基于双流体模型,对二维流化床反应器内活性焦在不同操作条件下的流体动力学特性进行了数值模拟研究。模拟结果发现,低气速高进料量条件下的管内压降最大,反应器内压降随管内固相容积份额的增加而增加。活性焦在反应器内的轴向固含率呈现出下浓上稀分布,证明了流化床内固相分布的不均匀特性。颗粒轴向平均速度受表观气速影响较大,流化床底部的颗粒速度较低,在气体夹带作用下沿床高方向逐渐增大。因此,设置合理的操作参数(表观气速和固体循环量),对提高流化床内的气固反应效率具有重要意义。     

内循环流化床颗粒循环速率实验研究

采用热颗粒示踪和信号相关法对气固内循环流化床的颗粒循环速率进行实验研究.考察操作气速、提升管下部孔径和提升管高度对于颗粒循环速率的影响.结果表明:在所考察的实验条件下,颗粒循环速率在15～70,kg/(m2.s)之间变化.操作气速增大时,颗粒流化程度增强,颗粒循环速率增加;提升管下部开孔数目不变而孔径增加时,颗粒循环阻力减小,颗粒循环速率明显增加;提升管高度由235,mm增加到295,mm时,颗粒循环速率呈现先升后降趋势,在提升管高度为265,mm时存在极大值.     

循环流化床排烟脱硫系统中浆滴蒸发

为对循环流化床排烟脱硫 (CFBFGD)过程有一个更全面的认识 ,利用微元分析方法建立的数学模型 ,对 CF-BFGD系统中浆滴的蒸发过程进行了数值模拟 ,讨论了循环流化床排烟脱硫过程中浆滴蒸发作用 ,数值计算结果与实验数据相当一致 ,误差在 7%以内 ,表明此模型可以应用于计算循环流化床排烟脱硫效率沿床高的变化     

宽筛分床料循环流化床与水平管之间的换热特性研究

本文在试验研究的基础上.对宽筛分床料循环流化床与水平管之间的换热特性进行了较为深入细致的分析与研究,得到了一些非常有价值的结果.     

流化床烟气脱汞气固两相流动的可视化研究与数值模拟

为了探究流化床烟气脱汞反应器内气固两相的流动过程,通过可视化显形实验对不同主流化风速、床层物料高度、颗粒粒径和活性炭喷口速度下反应器内气固流动的行为和特征进行了研究.通过计算流体动力学方法对气固两相流动过程进行了数值模拟,并与实验进行比较.结果表明,数值模拟具有流动模拟的可靠性.主流化风速增加或颗粒粒径减小,均会加剧气固两相流动的剧烈程度,活性炭喷口气流会造成气固两相的局部湍动,但床层物料高度由于受到壁面与颗粒的摩擦力和内部气泡大小的综合作用,对气固流动行为的影响不显著.     

加压循环流化床气固流动特性实验研究Ⅰ:颗粒体积分数分布特性

针对加压煤气化和化学链燃烧的发展需求,建立了一种加压循环流化床的冷态实验装置,研究了不同操作压力(0.1～0.5 MPa)下,平均粒径为137μm、密度为2 490 kg/m3的Geldart B类颗粒在提升管内的压降和表观颗粒体积分数分布特性.实验结果表明,上升管压降随固气质量比的增大而线性增加,增加的速率随操作压力的增加而增加,且基本不受操作气速和固体通量的影响.加压条件下,表观颗粒体积分数呈上小下大的分布,且随固体通量的增加而增加,随标态表观气速的增加而减小.在固体通量和操作气速一定的情况下,增加操作压力可以显著提高上升管内表观颗粒体积分数,并使其轴向分布更加均匀.     

三相循环流化床的操作特性

对脱硫工业中的三相循环流化床的操作特性进行了研究.结果发现:空塔时气速对填料 挡板压降的影响较大;有喷淋时,压降的变化主要是气速、喷淋密度共同作用的结果.吸收剂的pH值大时,脱硫率高;pH值小时,脱硫率低.