喷动流化床技术及运用

阐述了喷动流化床的结构、计算及特点，并介绍了典型喷动床和DOU、QUATTRO喷动床及其应用。     

喷动流化床内的木屑流动特性Ⅱ.导向管长度的影响

为了开发喷动流化床生物质裂解反应器,建立了一内径为150mm的有机玻璃冷模实验装置,在室温下考察了不同喷动气和流化气流速下,导向管长度对床层流动特性的影响。结果表明,在其他条件相同时,颗粒循环量、中心喷泉高度及床层压降随导向管长度增长先增加后减少,本装置中导向管的最佳长度为450mm。另外导向管的长度对床层的稳定性也有一定影响。     

喷动床干燥工艺综述

喷动床干燥工艺是一种起步较早的干燥工艺。它是在二十世纪五十年代初期由加拿大国家自然研究院的Mathur和Gisher为干燥小麦等一些颗粒状的谷类物料而设计的。鉴于喷动床技术的直接和潜在的应用价值,他们又进一步对喷动床的气体、固体流动形态,颗粒尺寸及尺寸分布等等对喷动现象的影响做了一系列基础研究。1967年底,加拿大英属哥伦比亚大学（简称UBC）的Norman Epstein教授与Mathur合作,在UBC建成了世界上最大的喷动床研究中心。美国及前苏联的学者们也对喷动床的发展做了很多的工作。时至今日,随着能量集中型的干燥过程被新改进的能源供给所重新试验,对于喷动床领域的研究进展也获得了明显的进步。但是目前国内对于这方面的研究很少,企业家们对喷动床的发展和现状也缺乏全面的了解,基本没有工业上的应用。     

丙烯腈UL型流化床反应器的开发与探索

1流化床反应器的特点在现代化学工业中，硫化床反应器已被广泛地采用。这是因为流化床反应器具有很多优点，例如，在流化床中，颗粒和流体之间的相对动作频繁而剧烈，因而其传热效率高，这包括床层内部的传热以及床层和传热面之间的传热，当气速远超过临界流化速度时，由于固体颗粒的快速运动和大热容，床层内部的传热极为迅速，据估计，流化床内的有效导热系数为银的100倍，因此，即使在大直径的流化床中，除近床壁之外，其径向、轴向温度分布均十分均匀，可防止局部过热或过冷，便于操作；另外，可以使用粒度很小的催化剂，这些催化剂具有…     

导向喷动流化床生物质快速裂解制液体燃料

在冷模试验得到的优化的结构参数基础上，建立了一套生物质最大处理量为5kg／h的导向管喷动流化床生物质裂解反应器。反应在常压和440～520℃进行，以木屑为生物质原料，二氧化碳和氮气为喷动气或流化气，沙子为流化介质。结果表明该喷动流化床反应器可用于生物质的快速裂解。在400～480℃，液体产率随温度增加而上升，高于480℃时，二次反应的加剧又导致液体产品产率下降。固体和气体的产率则随温度的升高而减少。喷动气和流化气流量的增加均强化了反应器内的传热，并使生物质初始裂解产物的停留时间减少，二次反应进行程度减弱。在适当的裂解条件下液体产率可达73．2％，此时气体和焦的产率分别为12．8％和14．0％。所得液体产品为单一相液体，含水约30％，可用于燃烧。与流化床相比，喷动流化床作为生物质快速裂解反应器可明显提高液体产率。     

用喷动床对不均匀浸渍载体催化剂的干燥技术

测定了浸渍催化剂在低床层喷动干燥器内不同床高下气速和压降的关系，建立了恒速及降速阶段的干燥动力学模型。经和烘箱及带式干燥器对比，证明低床层喷动床具有快速、均匀的干燥性能及表面脱粉作用，并可抑制干燥对浸渍法制备的催化剂活性分布的影响。     

多晶硅流化床反应器内气固两相流场与气泡尺寸分布的TFM-KTGF模拟

硅烷流化床法是生产太阳能级多晶硅的重要技术,流化床反应器床层内的气泡大小和分布特性是影响晶体硅纯度和致密度的关键因素。使用TFM-KTGF两相流模型,基于Ansys Fluent软件平台模拟计算了多晶硅流化床内气固两相流场。在200倍粒径的网格尺寸条件下,对直径0.5 m的圆柱形流化床多晶硅反应器内等温流场进行了模拟,借助Matlab图像处理工具对气含率进行后处理,得到多晶硅流化床内气泡尺寸分布。比较了经典的Gidaspow曳力模型和文献报道的亚网格修正曳力模型(SGS)对气泡尺寸分布的影响。结果表明:由SGS模型得到的平均气泡尺寸沿床高变化规律与Mori-Wen经验公式较吻合,最大偏差是12.6%,小于Gidaspow模型的21.4%;使用不同的曳力模型对气泡分布特性有较大影响。这些结果为进一步开展多晶硅反应器的热态模拟研究提供了基础。     

坦霍姆干燥制粒装置

坦霍姆床为一由喷霉干燥、流化床同制粒相结合而成的装置。制备的成品颗粒无粉尘,流动性好,与喷霉干燥所得粉粒相比,溶化时的散布性和湿润性一般都有所改善。其成形颗粒可分为三种类型: 块粒(agglomerates)由较易脆碎的粉粒结合而成,内有许多毛孔。这种颗粒的溶化散布性与湿润性最好(见图1a)。     

淤浆鼓泡床反应器中的液沫夹带

利用淤浆鼓泡床反应器(SBCR)二甲醚合成反应的惰性介质石蜡油的蒸气压，在二甲醚合成的操作条件下对N2-石蜡油系统、N2-石蜡油-C301细颗粒催化剂系统的液沫夹带进行了计算；优化了鼓泡淤浆床反应器中影响液沫夹带量的操作因素(气速、压力、温度)和装置因素(分离器特征尺寸)。对比两相操作与三相操作的液沫夹带，认为可将三相床中的夹带作拟两相处理，进一步分析了液沫夹带的机理，结果表明：气泡的破裂和液体能量的增大是影响液沫夹带的主要因素。     

循环流化床的流动特性

研究表明,循环流化床中粒子的循环速率决定了密相层和疏相层的空隙率。沿着粒子循环线的压力平衡控制了密相层的高度。在下降管中的粒子持有量和风力(?)的压力降决定了流化床的压力平衡。当风力阀的压降太大,或者在下降管中的粒子持有量不足,密相层消失。整个流化床成为疏相流动床。试验表明,当流速增至5m/s,没有产生从湍流流化床转化为其它形式的流化床。     

导向管喷动流化床流动特性研究

在内径５０ｍｍ的冷模装置内，考察了喷动气和流化气流速、固体粒子加入量及导向管位置对床层流动特性的影响。发现喷动气的旁路现象对粒子循环速率、中心喷泉高度及床层压降都有显著影响。流化气的引入，可抑制喷动气的旁路趋势，促进了粒子的循环。还得出了计算粒子循环速率及喷泉高度的关联式。     

渣油加氢微膨胀床反应器中的气液流动状态及床层膨胀率

在常温常压下用模拟渣油和模拟氢气近似模拟了微膨胀床渣油加氢处理反应器内的气液流动状态,考察了催化剂粒径和堆密度、虚拟气液流速以及催化剂装填高度对催化剂床层膨胀率的影响。实验结果表明:大粒径、低堆密度的催化剂床层膨胀率较高;虚拟气速与床层膨胀率关系曲线上存在拐点,拐点值随催化剂装填高度增加而增大;虚拟液体流速对催化剂床层膨胀率影响较小;在工业操作条件下,微膨胀床渣油加氢处理反应器的催化剂床层膨胀率小于10%;催化剂装填高度对床层膨胀率有明显的影响,催化剂装填量较大时,需要采用较高的气油比才能保证催化剂床层处于微膨胀状态。     

小颗粒滴流床中脉动流时分散气泡大小对传质的影响

在气液相並流向下流动的滴流床中,用CO_2-空气-NaOH系统在液相进行拟一级反应的化学吸收求取气液有效界面积和脉动流时分散气泡的平均直径,並讨论气液相流速,分散气泡大小与气液有效界面积之间的关系。实验表明:分散气泡的大量形成及直径变化是决定气液有效界面积的主要因素。要强化传质,除了增加气液流速外还可以减小颗粒度。     

雾化过程中粒子形貌控制的模型研究

分析了喷雾过程中雾化对粒子形貌变化影响的机理,用合理的假设简化过程,在Ｗｅｂｅｒ数、充填临界值和粒子干燥动力学的基础上,建立了新的模型用以预测不同条件下颗粒的形貌。模型计算结果表明,雾化过程中,高温、高流速、低表面张力和高气液比容易产生变形粒子。     

高压下滴流床反应器动持液量的测定

在常压－２．０ＭＰａ的系统压力下测定了滴流床中气－液两相并流下流动的动持液量,了气－液流率,液相粘度,填料大小,压力以及床层高度对动持液量的影响。实验结果表明增中液体流率动持流量增加,气体流率增加时,结果相反粘度的增加对动持液量的影响不大,动持液量随填料空隙率的增大而变小。     

浮法玻璃熔窑内液流运动和传热三维数学模型

从流体力学和传热学原理出发，结合浮法玻璃熔窑作业特性，提出了浮法玻璃熔窑内三维液流运动及配合料熔化数学模型，建立了火焰与配合料和玻璃液之间的传热过程的半经验模型，模型采用SIMPLEC法进行计算求解，通过计算，研究了浮法玻璃熔窑内流运动特性，发现，在投料池中存在一个独特的循环液流，在配合料层覆盖下的上层玻璃液由两侧池壁流向中心线，与热点处情况刚好相反。     

超声式涡街流量计测低流速气体探讨

气体流速一般为10m/s。差压低,常压状态,流速小于2m/s的气体工况一般涡街流量计不能满足测量要求,需寻找合适的仪表,就此探讨超声式涡街流量计的适用性。     

喷淋塔内液滴运动及分布特性的研究

以工业规模喷淋吸收塔为研究对象,建立了塔内液滴运动数学模型,考察了液滴直径、液滴初速度、空塔气速、喷淋密度对塔内液滴运动及分布特性的影响。研究结果表明:液滴的临界粒径随空塔气速的增加而增大,终端沉降速度仅与液滴直径有关;增大气速或减小液滴直径可显著增大液滴在塔内的停留时间;塔内持液率及比表面积正比于喷淋密度,反比于液滴直径,提高空塔气速,粒径较小的液滴在塔内分布更为稠密,能显著提高传质面积。