细颗粒环形喷动床的最小喷动速度和压力波动特性研究

摘要

喷动床技术作为20世纪50年代中期发展起来的一种处理粗颗粒的流态化技术，已经从最初的用于颗粒的干燥过程，逐渐扩展到用于粘性强或粗块状颗粒的表面涂层、涂料、悬浮液以及干燥、粉碎、造粒、煤燃烧和气化、铁矿石还原、焦炭活化、石油热裂化等工艺。喷动床的流动机制与流化床有很大区别。其颗粒的搅动由稳定的轴向射流所致，与流化床中随即复杂的颗粒流动相比，更有规则。 随着该技术的不断推广和研究的深入，又出现了各种各样的改进型喷动床，以适应各种工业应用的需要。本文通过对喷动床机理的深入研究，在前人研究的基础上，以将喷动床技术与煤气化工艺相结合为目的，设计建造了一种新型的喷动床 多喷口环形喷动床。采用了统计学分析和频谱分析相结合的手段，系统的研究了该新型喷动床体内的最小喷动速度和压力波动特性。 本课题研究内容主要包括：以采用细颗粒的斜口和直口喷动床型为实验基础，对喷动床主要流体动力学参数：最小喷动速度和最大床层压降进行研究。通过改变颗粒粒径、密度、喷口尺寸、床体直径、静床高等参数所测得的实验数据，对其进行了非线性拟合，拟合结果与实验结果误差在7％以内。还对喷动床内压力波动的生成源进行研究。通过统计与频谱分析，发现了喷动床体内的压力扰动主要来源有三个,分别是气流从压力室进入喷口时产生的脉动、气流在床内轴向输送的间歇性运动、以及多喷口射流之间周向的相互扰动。并对其各自的特性进行了深入的研究。此外，还对斜口喷动床的喷动特性进行了实验研究,比较直向与斜向流动下的颗粒混合机理。