液固提升管-流化床组合反应器中流化床径向固含率分布的实验研究

在一套新型液固提升管-流化床组合反应器中，以水-玻璃珠为液-固体系，对f500 mm′4000 mm的液固流化床反应器内不同高度颗粒固含率的径向分布进行了实验，考察了表观液速和颗粒循环速率操作条件对颗粒固含率径向分布的影响. 实验表明，液固流化床内流动区域在轴向上可以划分为分布器影响区、过渡区和均匀流化区，径向上可以划分为中心区和环隙区. 这种分布特征主要取决于分布器的结构、尺寸及其流化介质. 本工作还对液固流化床与气固喷动床的三区流动结构进行了比较.     

液固循环流化床中颗粒轴向速度的实验研究

利用超声多普勒测速仪实验测量了液固循环流化床中不同径向位置处颗粒瞬态轴向速度，研究了其概率密度分布特征。采用瞬态速度的标准偏差衡量瞬态速度的波动程度，考察了不同操作形式下的颗粒时均轴向速度的径向分布以及表观液速和颗粒循环速率等操作条件对速度波动程度和速度均衡径向分布的影响，利用相间作用力对两种分布的特点进行了机理分析，并对液固和气固循环流化床中颗粒的流动行为进行了比较。     

高密度液固循环流化床流动特性研究及数值模拟

在φ80 mm×8000 mm的液固循环流化床提升管中,利用实心玻璃珠和常温水,采用实验和数值模拟相结合的方法对高密度液固循环流化床的流动特性进行了考察。实验发现,高密度液固提升管中,颗粒固含率和颗粒速度径向分布均为抛物线分布,轴向平均固含率分布总体上为下浓上稀的波动形式分布,颗粒在提升管中的流动表现出加速-减速-再加速直至充分发展的过程。这种分布特征与较高颗粒浓度、较高表观液速和颗粒循环速率及喷管式液体分布器的影响有关。液固提升管中固体颗粒的停留时间分布曲线均为尖而窄、较对称且没有明显拖尾的单峰分布,这表明颗粒基本是以弥散颗粒形式存在,颗粒停留时间分布较为均匀。通过将数值模拟结果与实验结果进行比较发现,模拟值与实验值吻合较好,说明所建立的数学模型较为合理,进一步通过数值模拟实验对颗粒密度和颗粒粒径对流动特性的影响规律进行了考察。     

液固循环流化床中的颗粒速度场

利用超声多普勒测速仪（UDV）对液固循环流化床中颗粒流场进行了系统的实验研究.实验测定了不同轴向位置处的颗粒速度分布,得到了较完整的颗粒速度场,分析了入口区对流场分布的影响,考察了表观液速和颗粒循环速率等操作条件对颗粒速度场分布特点的影响,并利用各影响因素之间的相互关系对流型和速度的变化进行了分析.     

新型液固循环移动床流动特性的实验研究

在新型液-固循环移动床反应-再生冷模装置中,以水-玻璃珠为液-固体系,对300 mm×3 000 mm的液-固循环移动床再生器内的操作域和流动特性进行了研究.实验结果表明,下料管出口和料位高度的相对位置对床层流动状态有较大影响,当料位高度高于下料管出口高度时,床层流动可以分为局部流化床区和移动床区两个区域.随着表观再生液速的增大,移动床区先后经历了移动床流动和散式流化床流动,移动床流动的操作液速为0～6.5 mm/s,散式流化床流动的操作液速为6.5～20.5 mm/s.随着表观再生液速的增大,移动床层各轴向高度颗粒平均速率均增大;表观再生液速超过一定值后,颗粒平均速率基本不变.在各轴向高度床层上,随着表观再生液速的增大,局部流化床区周向影响区中心夹角不断增大.     

液-固流化床中液速分布与颗粒循环流动

通过理论分析和实验研究考察了液一固平板流化床中颗粒流和液流的运动规律,提出了将分散的颗粒流连续介质化的假设和基于容积通量的流休力学表达方式,建立了液体流动和颗粒循环流动的数学模型并定义了颗粒流与液流的有效粘度。理论计算表明,液体通量的径向分布为抛物线,液流有效粘度和液含率与表观液速有关：颗粒通量的径向分布也为抛物线且颗粒上流区与回流区的分界点在0.577D,循环流动强度取决于液含率和液体密度,但颗粒循环分界点的位置与颗粒类型和操作液速无关。实验观察支持模型预测结果。     

循环流化床中颗粒团聚物性质的PDPA测量

提出了一种利用相位多普勒粒子分析仪（PDPA）来测量气固循环流化床中颗粒团聚物性质的方法,并运用此方法初步考察了操作条件对循环流化床稀相区中颗粒团聚物性质的影响.在本实验操作条件下,颗粒团聚物的时间分率、频率、内部空隙率以及轴向速度等性质都存在轴径向的不均匀分布,具有较明显的环核特征;固体循环速率对颗粒团聚物性质径向分布影响不大,表观气速的变化可引起其轴向分布规律发生显著改变,但其径向的环核特性仍然存在.     

液固循环流化床换热器管束的固含率

在二维中试循环流化床中使用组合式固液分布器进行实验,考察下管箱表观液速,主分布器内径、主分布器下插深度,颗粒加入量和粒径对径向管束固含率的影响.结果表明:固含率随主分布器内径、颗粒加入量和下管箱表观液速的增加而增大,随粒径的增大而减小,随主分布器下插深度几乎没有变化;固含率不均匀度随颗粒粒径的增大而增大,随下管箱表观液速、颗粒加入量,主分布器下插深度增加而减小,但达到一定深度后,不均匀度不再随之减小,随主分布器内径几乎没有变化.在综合考虑各影响因素的基础上,提出计算固含率的经验公式,并用实验数据拟合了公式中的参数.     

循环流化床流体特性研究

在 D2 0 0 mm× 2 560 mm自制循环流化床上利用生石灰进行了流体特性研究 .实验结果表明 :固体颗粒循环速率和表观气速是影响压力分布的两个重要因素 .降低气速、提高颗粒循环速率 ,可以提高床内颗粒浓度 ,增加颗粒停留时间 .最后经无因次分析和实验数据拟合 ,分别得到了循环流化床压降和颗粒浓度沿床轴向分布经验关联式 .     

用压差变化阈值确定外循环流化床的起始外循环流化速度

起始外循环流化速度是影响气液固外循环流化床正常操作的重要参数之一。提出了以流化床内压差随表观液速的变化阈值来确定流化床起始外循环流化速度的方法。通过实验研究,考察了颗粒直径、颗粒体积分率和表观气速等操作参数,对强制循环条件下流化床起始外循环流化速度的影响。结果表明,液固流化床起始外循环流化速度远大于单个颗粒终端速度,与颗粒体积分率、颗粒平均直径成正比;强制循环时,颗粒体积分率较小的情况下,加入气体后的起始外循环流化速度比液固两相起始外循环流化速度要大,颗粒体积分率较大时,几乎与液固两相相同。