内循环流化床循环流率的试验研究与模型预测

合理的循环流率是内循环流化床稳定运行的关键之一。在自行搭建的试验台上,对各控制参数对循环流率的影响进行研究,发现:颗粒循环流率随气化室风速和提升管风速的增大而增大,但增长速率逐渐变小;随料层高度的增大而增大;随着物料粒径的增大,循环流率减小,并且减小趋势增大。此外提出了3种循环流率模型,并对模型计算值与试验值进行比较,得到了较优模型。     

循环流化床布风方式对颗粒循环流率的影响

在带中心提升管的内循环流化床冷态试验台上,针对锥形和平板形2种布风板布置方式下各控制参数对循环流率的影响进行了试验研究．结果表明：锥形布风板上的临界全部流化速度明显大于物料临界流化速度;随着气化室和提升管内风速的增加,循环流率增大,但增大的速率逐渐降低;气化室和提升管内风速以及料层高度对锥形布风板下循环流率的影响大于平板形布风板,但是物料粒径对锥形布风板循环流化床循环流率的影响却小于平板形布风板．     

双循环流化床内稻壳-石英砂混合颗粒循环流率的实验研究与预测

混合颗粒循环流率是气化反应的双循环流化床系统稳定运行的关键。在自行搭建的双循环流化床冷态系统上,对气化室风速、提升管风速、初始物料质量和石英砂粒径等控制参数对不同稻壳质量比的稻壳-石英砂混合颗粒的循环流率的影响进行实验研究。研究表明:混合颗粒循环流率随着气化室和提升管风速的增加而增加;随着初始物料质量的增加,气化室侧返料管压力增加,混合颗粒循环流率增大;随着粒径增加,石英砂颗粒流化困难,循环流率减小;由于稻壳密度小,形状不规则,在一定程度上阻碍物料的流化,因此随着稻壳质量比的增加循环流率下降;基于以上各参数提出经验关联式,预测误差在-18. 04%～19. 8%间,能够很好地对双循环流化床系统中稻壳-石英砂双组份物料颗粒的循环流率进行预测。     

锥形布风板双循环流化床颗粒循环流率研究及预测

在锥形布风板双循环流化床冷态装置上,研究了提升管风速、气化室风速、物料质量和颗粒粒径对提升管颗粒循环流率的影响,并与水平布风板的结果进行了对比．利用3种改进的BP神经网络算法建立模型来预测循环流率．结果表明：提升管颗粒循环流率随着提升管风速和气化室风速的增大而增大,当风速达到一定值后,增大趋势逐渐平缓;循环流率随着物料质量的增大基本呈线性增大,随着颗粒粒径的增大而明显减小;锥形布风板比水平布风板更具优势,同样条件下可以增大循环流率;BFGS拟牛顿算法的预测效果最佳,其颗粒循环流率预测值与实验值的最大相对误差为7．7035％,平均相对误差为3．5943％．     

中心提升管内循环流化床颗粒循环流率实验研究

自行设计并搭建中心提升管内循环流化床冷态试验台,试验研究提升管风速、鼓泡床风速、鼓泡床静床高、床料平均粒径对颗粒循环流率的影响。试验结果表明:对于给定的床料,颗粒循环流率随两床风速的增加而增加,并且当提升管风速或鼓泡床风速分别增加到一定程度时,颗粒循环流率增加趋缓;固定两床风速,颗粒循环流率随鼓泡床静床高的增大而增加,随物料平均粒径的增大而减小。通过实验数据回归,得到颗粒循环流率计算关联式,计算值相对误差在±18%以内,可以很好地预测颗粒循环流率。     

双循环流化床颗粒流率实验研究及模型预测

自行设计搭建了双循环流化床冷态装置,通过单一变量法实验,研究气化室风速、提升管风速、物料粒径及物料量对锥形布风板双流化床颗粒循环流率的影响,得出改良后的锥形布风板颗粒流率要高于水平布风板,并且颗粒循环流率随着气化室风速、提升管风速、物料量的增加有所增大,随着物料粒径的增大而减小。利用Matlab建立了3种改进BP神经网络模型分别预测双流化床颗粒循环流率,得出含有1个隐含层,26个神经元节点数的LM-BP神经网络对锥形布风板双循环流化床颗粒循环流率具有较好的预测效果。     

中心提升管内循环流化床颗粒循环流率试验与BP神经网络预测研究

自行设计并搭建中心提升管内循环流化床冷态试验台,就提升管风速、鼓泡床风速、鼓泡床静床高、床料平均粒径几方面因素对颗粒循环流率的影响进行系统的试验研究。试验结果表明:对于给定的床料,颗粒循环流率随两床风速的增大而增大;固定两床风速,颗粒循环流率随鼓泡床静床高的增大而增大,随物料平均粒径的增大而减小。利用Matlab神经网络工具箱,建立3层BP神经网络颗粒循环流率预测模型。预测结果表明:在隐含层神经元数量为6时,误诊率最小,预测相对误差在±9%以内,网络性能最优,能较好地预测颗粒循环流率。     

中心提升管内循环流化床颗粒循环流率预测研究

中心提升管内循环流化床生物质气化装置的关键是合理控制物料循环量.自行设计并搭建了中心提升管内循环流化床冷态试验台,在小型试验台上就运行参数对颗粒循环流率的影响进行了试验.试验结果表明:颗粒循环流率随着提升管风速或鼓泡床风速的增加而增加,并且当提升管风速或鼓泡床风速分别增加到一定程度时,颗粒循环流率增加趋于缓慢.在试验基...     

不同布风板对双流化床循环流率影响实验研究

颗粒循环流率是双流化床生物质气化装置的重要运行参数,布风方式对其有重要影响。在自行搭建的冷态实验台上,分别研究了采用锥形布风板和水平布风板时一些运行参数对颗粒循环流率的影响。实验结果表明:颗粒循环流率随着气化室和提升管风速增加而增加,增加幅度随着风速的提高而减小;随着颗粒粒径的增大而明显降低;随着物料重量的增大而增加;无论是何种工况,锥形布风板下的循环流率普遍高于水平布风板下的值。所以,锥形布风板是较优的布风方式。     

三床串联化学链生物质气化实验分析与预测

在自行搭建的三床串联化学链(TBS-CLC)生物质气化系统上研究了各控制参数(空气反应器风速、燃料反应器风速、循环物料质量和气化室床料高度)对循环流率的影响,将实验测得的129组数据作为训练样本和测试样本,利用反向传播(BP)神经网络模型、遗传算法(GA)优化的BP神经网络模型即GA-BP模型和支持向量机(SVM)模型预测循环流率.结果 表明:循环流率随着燃料反应器风速增大而增大,但增幅逐渐变缓;循环流率随着空气反应器风速的增大、循环物料质量的增加、床料高度的减小而增大;GA-BP模型预测循环流率时,测试样本所得均方根误差为0.84110 kg/(m2·s),平均绝对百分比误差为4.42％,预测结果与实验值较吻合,该模型能较好地预测循环流率.     

隔板式内循环流化床的流动特性研究

以石英砂和稻壳为实验床料,在隔板式内循环流化床气化炉冷态实验装置上对颗粒的内循环流动特性进行了研究,考察了高速区和低速区的流化速度、结构尺寸和侧风量等对颗粒内循环流动的影响.结果表明:在保持低速区流化速度一定的条件下,随着高速区风速增大,颗粒循环量先增大后减小;流化速度不变的条件下,颗粒循环量随孔口和侧风量的增大而增加,但增加趋势逐渐变缓.实验给出了合理的运行设计参数.通过实验数据回归,得到了石英砂和稻壳通过隔板式内循环流化床孔口的颗粒循环量关联式,计算结果与实验值误差分别小于6%和14%,能较好地预测孔口颗粒流动.     

双流化床提升管二次风对其循环流率的影响规律

双循环流化床提升管二次风特性是影响颗粒循环流率的重要因素。设计并搭建了双循环流化床冷态实验台,通过实验分析了二次风风速、送风方式、风口高度及风口数目对颗粒循环流率的影响。实验表明:对于物料固定粒径、固定静床高时,颗粒循环流率随着二次风速的增加而增加,风速达到一定值后,颗粒循环流率的增加趋势趋于平缓;风速一定时,径向送风比切向给风时颗粒循环流率大,4个二次送风口比2个送风口时颗粒循环流率稍大;二次风口在距布风板15cm时比20cm时颗粒循环流率明显增加,且风口高度对颗粒循环流率的影响随着风速的增加逐渐明显。     

旁路型循环流化床脱硫塔的数值研究

循环流化床脱硫塔装置的文丘里管直流流化速度会随锅炉负荷的变化而变化,这会影响脱硫效率。在保证文丘里管直流流化速度不变的情况下,提出了通过增设旁路的方式来适应锅炉负荷变化的新方法,并通过数值模拟得到了脱硫塔流场与旁路管径和数量关系的一些参数。研究结果表明,合适的旁路管径和数量不仅能优化脱硫塔流场而且还可以适应锅炉负荷的变化,设置6根管径为φ500mm的旁路时,在相同阻力损失下脱硫塔负荷可以增加25%左右。     

Hydrodynamics investigation of laboratory-scale Internal Gas-lift loop anaerobic digester using non-invasive CAPRT technique

Internal gas-lift loop reactor (IGLR) was used as an anaerobic digester and its hydrodynamics were studied using Computer Automated Radioactive Particle Tracking (CARPT) Technique. This paper deals with the experimental study on a laboratory-scale digester. An anaerobic digester is a three-phase system consisting of gas, liquid, and solids; however solid–liquid slurry was treated as a single phase due to smaller size and lower density of solids. The effect of various geometric and operating variables on the hydrodynamics was studied. The superficial gas velocity was maintained at very low values and IGLR was operated in bubbly flow regime, which is suitable for operation of anaerobic digesters. The flow pattern and liquid velocity profile was obtained and effect of gas superficial velocity, draft tube diameter, type of sparger on liquid velocity and dead volume was studied in detail. Mean circulation times were calculated and compared for different digester configurations. Results showed that the increasing gas velocity increases the liquid velocity, decreases circulation time but does not offer any significant advantages in reducing the dead volumes. The configuration with draft tube diameter to tank diameter ratio of 0.5 showed good liquid circulation throughout the digester volume and low mean circulation time implying better mixing.     

循环流化床内气粒两相传热的萘升华模拟实验研究

在循环流化床试验台上对床中气体与颗粒两相间的传热特性进行了试验研究，试验中首次将萘升华热质类比技术应用于循环流化床内气粒两相间传热的研究中，考察了不同的固体颗粒循环量、一次风风速和床料平均粒径对气粒间换热的影响。试验表明：随着一次风风速的增加，循环床中气体和颗粒之间的表现热换系数变大，当固体颗粒循环量增加或颗粒平均粒径减小时，表征相间换热特性的Nu数增大。图5表1参4     

循环流化床脱硫塔直_旋流复合流化下的两相流场试验研究

循环流化床脱硫装置的文丘里管直流流化速度随锅炉负荷的变化而变化,这会影响脱硫效率。本文提出了适应锅炉负荷变化的直／旋流复合流化方式,并用PDA测量系统对这种流化方式的气固两相流场进行测试,得到了循环流化床内旋流风率和假想切圆半径改变时气固切向速度和浓度分布。试验表明,复合流化循环流化床的切向速度随着半径增大而升高,气固切向滑移速度比直流流化增大,脱硫塔内的浓度增加,内循环增强,脱硫效率随之提高。     

混流泵作透平的数值计算与试验

为探究混流泵作透平内部的流动特性,选取1台比转速为220的混流泵进行外特性试验,采用全流场和结构化网格技术对透平内部流动状况进行数值模拟,得到不同流量工况下透平内部的流场分布和压力分布,并用速度三角形对透平内部流场变化进行分析。结果表明,透平进口到出口压力逐渐降低,随着流量增加,透平进出口压差逐渐增加,叶轮内部涡漩位置和大小发生变化,尾水管内液流圆周分速度方向发生变化;透平总水力损失随流量的增加而增加,其中叶轮水力损失占比最高,因此混流泵作透平的优化应集中在叶轮部分。     

Gas-solid flow characteristics in high-density CFB

The gas-solid flow characteristics in the riser of a high density CFB of square (0.27 m×0.27 m×10.4 m) or circu-lar (? 0.187m×10.4 m) cross section, using Geldart B particles (quartz sand), was investigated experimentally. The influence of riser structure on the hydrodynamic behaviors of a high-density circulating fluidized bed was investigated. The solid circulation rate was up to 321 kg/(m2s) with the circular cross-section under the operating conditions of the main bed air velocity 12.1 m/s and loosen wind and back-feed wind flow 25.1 m3/h. Different operating conditions on realizing high density circulation was analyzed, while both solids circulation rate and particle holdup depended highly on operating conditions. The circulating gas-solid flow was accompanied by an evidently-dense character in the riser’s bottom zone and became fully developed in the middle and upper zones.