振动流态化技术在褐煤干燥中的应用研究

摘要

褐煤储量大但含水量高，在使用前需经过干燥处理。综合比较国内外褐煤干燥技术，其中褐煤振动流化床干燥技术不但适合于大规模生产，而且干燥效果好，因此该技术最适合工业化生产，具有极大的推广价值。因此，本文将针对在应用于褐煤干燥中的振动流态化技术进行研究，总结该技术的工作机理及内部规律，并应用于指导并辅助实际设计。
　　本文采用计算机模拟仿真方法来研究振动流态化技术。首先确定选择双流体模型作为CFD模型，然后使用Fluent软件对流化床进行仿真，将仿真临界流化速度与实际临界流化速度对比，得到一组适合流化床的仿真模型。最后结合动网格模型，得到振动流化床的仿真模型。再根据不同的边界条件及初始参数仿真振动流化床，研究振动对流化的影响。从仿真结果可以得出:①振动的引入可以降低临界流化速度;②振动的引入可以促进低床层物料的流化，同时促进床层的膨胀;③振动的引入可以促进物料的流化均匀性;④振动的引入可以使多粒径物料流化时出现分层现象，粒径越大分布床层越低。
　　上述研究结论，为振动流态化技术在褐煤干燥应用中的系统工艺、VFB结构、参数选择等提供重要的指导依据，并说明该技术在应用中有如下优点:首先，该技术需要较低的操作气速即可达到所需的流化状态;其次，该技术较大程度地提高了褐煤干燥均匀性;最后，该技术提高了系统运行的稳定性与安全性。
　　基于上述优点，设计50t/h褐煤振动流化床干燥系统，首先进行系统方案设计，确定方案可行性。然后，进行系统工艺计算，确定流化床结构及系统运行参数;最后，使用Fluent软件验证设计参数是否符合设计要求，并辅助设计流化床高度。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 本课题研究背景、目的及意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 课题研究方法、目的及意义

1．2 振动流态化技术概述

1．2．1 流态化与振动流态化

1．2．2 振动流态化技术的国内外研究现状

1．3 本文主要内容及思路

1．3．1 主要研究内容

1．3．2 研究思路

第2章 流化床模拟仿真模型及方法

2．1 流化床的数值模拟方法

2．1．1 气固两相流的计算流体力学模型

2．1．2 双流体模型

2．1．3 CFD模型的实现方法

2．2 Fluent下的流化床仿真

2．2．1 Fluent软件概述

2．2．2 多相流模型的选择

2．2．3 颗粒相间的封闭关系

2．2．4 气固相间的封闭关系

2．2．5 粘度模型的选择

2．3 小结

第3章 基于Fluent的振动流化床仿真

3．1 仿真模型的确定

3．1．1 曳力模型的选择

3．1．2 仿真临界流化速度的初定

3．1．3 临界流态化的界定

3．1．4 粘性模型的确定

3．2 振动流化床仿真模型

3．2．1 振动流化床的力学性能分析

3．2．2 Fluent软件中关于振动效果的仿真

3．3 小结

第4章 振动对流态化影响的研究

4．1 振动对临界流化速度的影响

4．2 振动对物料床层分布的影响

4．2．1 不同振动频率下振动对物料床层分布的影响

4．2．2 不同振动幅度下振动对床层分布的影响

4．3 振动对物料流化均匀性的影响

4．3．1 不同振动频率下振动对物料流化均匀性的影响

4．3．2 不同振动幅度下振动对物料流化均匀性的影响

4．4 振动对多粒径颗粒流态化的影响

4．5 小结

第5章 50t／h褐煤振动流化床干燥系统的设计与仿真

5．1 50t／h褐煤振动流化床干燥系统工艺

5．1．1 褐煤振动流化床干燥技术的优点

5．1．2 振动对流态化影响的研究对系统设计的指导

5．1．3 50t／h褐煤干燥振动流化床系统工艺流程

5．2 系统工艺参数计算

5．2．1 初始条件及设计要求

5．2．2 烟气用量计算

5．2．3 流化工艺计算

5．2．4 换热时间计算

5．2．5 振动流化床尺寸计算

5．2．6 振动参数计算

5．3 50t／h振动流化床的仿真

第6章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢