鼓泡流化床

摘要： 针对在流化床中密相区的气固流动行为与污染物NO_(x)之间关系规律和影响机制的问题,本文借助鼓泡流化床反应器,研究了准东煤和柏木在不同床内温度、流化风速和给料速率条件下燃烧时烟气中NO_(x)的浓度,并利用功率谱密度分析法分析了流化床内气固流态。结果表明,随着温度的升高,床内流化气体密度降低,使得床内截面气速增加,鼓泡流态化更加剧烈,促进了气固混合与接触,从而使烟气中NO_(x)含量显著增大。适当提高流化风速,有利于床层形成充分的鼓泡流态化,使燃料燃烧更加充分,但流化风速过大,也会导致烟气中NO_(x)排放浓度上升。通过降低给料速率,会导致床层高度降低,抑制鼓泡流态化的充分发展,减弱气固混合和接触的强度,产生还原性气氛,使得NO_(x)浓度降低。该研究对进一步优化循环流化床炉内气固流动状态,降低NO_(x)的排放具有重要意义。

摘要： 基于多相流体质点网格方法(MP-PIC)对高灰煤在三维鼓泡流化床气化过程进行了数值模拟研究。在欧拉-拉格朗日框架下将气相和固相分别视作连续介质和离散相处理。首先,将模拟得到的出口处气体组分结果与实验数据进行对比,实验数据与模拟结果具有良好的一致性。其次,研究了煤颗粒在气化炉内的温度、传热系数、速度和停留时间,从颗粒尺度揭示了鼓泡流化床气化炉内的颗粒分布特性和气固流动特征。结果表明:在气化炉入口附近煤颗粒与床层温差最大,传热系数最大;由于流化床内强非线性的气固流动,床中煤温度和传热系数的空间分布不均匀;煤颗粒和床料的瞬时速度具有稳定的波动幅度,其中垂直方向速度波动最明显,且煤颗粒的瞬时速度比床料的瞬时速度略大;由于颗粒间的剧烈碰撞,延长了煤颗粒停留时间。此外,对鼓泡流化床中煤气化过程颗粒尺度的研究,有助于深入了解固体颗粒的流动行为以及气固相相互作用特性,对鼓泡流化床反应器的设计优化具有重要意义。

摘要： 鼓泡流化床内部的气固流动结构在整体和局部上呈现出明显的非均匀性的特征,因此会对床内颗粒的流动状态、热量传递、掺混造成显著的影响。文章基于计算流体力学和离散元模型(Discrete Element Model,DEM),结合局部结构相关(Local-Structure-Dependent,LSD)曳力模型,充分考虑了两相流中颗粒相、气泡相以及乳化相之间多尺度的相互作用,对鼓泡流化床内的气固两相流动特性进行数值模拟,分析了床内颗粒浓度、颗粒速度等分布特性。结果表明,LSD-DEM曳力模型下床层膨胀比较小而气泡直径较大。LSD-DEM曳力模型能够更好地预测鼓泡流化床内气固两相流动。

摘要： 焚烧发电可实现污泥燃料化、资源化、减量化处理,已逐渐成为我国最主要的市政污泥处置方法。鼓泡流化床是一种进口焚烧炉型,可实现市政污泥的自持焚烧,但该炉型对污泥的含水率、粒度均有严格要求。文章介绍了上海嘉定区某污泥焚烧发电项目的鼓泡流化床给料配伍系统及实施方法,此系统通过破碎、搅拌、混料、输送等工序可将含水率不同、性状不同的各类污泥来料处理成为高品质、含水率波动小、性状稳定的污泥燃料,提升了此电厂的污泥接纳能力,为类似工程提供借鉴。

摘要： 根据不同曳力模型的特点,在不同颗粒体积分数区间选择合适的曳力模型,在颗粒体积分数分界点引入光滑函数使其连续,得到新型曳力模型,并耦合欧拉-欧拉双流体模型对鼓泡流化床进行数值模拟。最后,将模拟结果与Gidaspow模型的模拟结果以及实验值进行对比。结果表明:表观气速为0.46 m/s时,修正因子为0.8的新型曳力模型的床层时均压差精度较Gidaspow模型提高了约3.1%;表观气速为0.51 m/s时,修正因子为0.9的新型曳力模型的床层膨胀率精度较Gidaspow模型提高了约7.1%;表观气速为0.46 m/s时,修正因子为0.8的新型曳力模型的时均颗粒体积分数精度比Gidaspow模型提高了约15%。

摘要： 为了深入探究流化床内的气固流动规律,以浙江大学1 MW循环流化床热电气多联产试验台为研究对象,使用开源软件MFiX对多联产系统热解炉在不同热解温度(500、600、700°C)时稳态的气体组分分布和炉内固体颗粒相体积分数的变化规律进行了数值模拟。模拟过程使用计算流体力学中被广泛应用于流化床数值模拟的欧拉双流体模型和Gidaspow曳力模型,采用Fortran语言编写热解反应子程序,基于OpenMpI技术实现了三维流化床热解炉的并行化模拟。结果表明:数值模拟结果能准确预测稳态运行时炉膛出口的气体组成以及炉内轴向固相体积分数呈近“S”型分布的环-核结构现象。

摘要： 为提高半焦气化所产气体的能量、优化半焦气化的气化条件,以陕西榆林褐煤中低温热解得到的固体产物半焦为原料,以Na_(2)CO_(3)和K_(2)CO_(3)为催化剂,在三塔式循环流化床(TBCFB)系统-鼓泡流化床气化装置上,开展了半焦水蒸气-氧气气化实验。利用分析方法探究不同水蒸气与半焦质量比(0.3,0.6,0.9,1.2,1.5,2.1)、氧气当量比(0.20,0.25,0.30,0.35,0.40)和催化剂负载量(负载10%Na_(2)CO_(3)、负载10%K_(2)CO_(3)和负载5%K_(2)CO_(3)-5%Na_(2)CO_(3))对半焦气化合成气的值分布和目的效率的影响。结果表明:水蒸气与半焦质量比由0.3升高至2.1时,各成分气体按其对合成气值的贡献关系由大到小排列依次为H_(2),CO,CH_(4),CO_(2);在水蒸气与半焦质量比为1.5时,合成气的总值和目的效率都达到最大。当氧气当量比由0.25提升到0.40时,各成分气体按其对合成气值的贡献关系由大到小排列依次为CO,H_(2),CO_(2),CH_(4);当氧气当量比为0.30时目的效率最大,为12.33%。加入催化剂K_(2)CO_(3)和Na_(2)CO_(3)可以明显改善半焦气化效果,提高气化合成气的值和目的效率,当半焦负载复合催化剂5%K_(2)CO_(3)-5%Na_(2)CO_(3)时,半焦气化效果最好。

摘要： 简述了现阶段生物质流化床锅炉的应用现状和存在问题,分析了木质生物质燃料的特点.根据项目现场条件,设计一种专门燃用木质生物质的鼓泡流化床锅炉.该锅炉在严格控制燃料的情况下,运行状况良好,各项性能参数基本达到设计要求.

摘要： 为了对鼓泡流化床内双组分颗粒混合过程进行更精准的计算流体力学(CFD)数值模拟,结合颗粒动力学理论和欧拉多流体模型,建立以气泡为介尺度的双组分曳力模型,在三维鼓泡流化床反应器中模拟了双组分颗粒的分离和混合过程,并通过实验数据验证该模型的准确性,分析外界操作条件和颗粒物性参数对双组分颗粒的分离和混合过程的影响.结果表明:固相颗粒直径的减小、气体入口表观速度的增大以及床层温度的升高都将会加大两相间曳力的非均质性,固相颗粒混合程度逐渐加大;随着颗粒直径和入口气体表观速度的减小,两相颗粒分离程度加大,混合指数随之减小;颗粒物性和外界操作条件的合理匹配有利于双组分颗粒的分离.

摘要： 本文首先建立液桥力的计算公式,通过附加模块考虑颗粒间的填隙液体,建立了湿颗粒CFD-DEM软球碰撞模型.模拟对比了鼓泡流化床内具有不同粒径的干、湿颗粒的分离过程,分析了不同颗粒份额和填隙液体份额对颗粒流态化行为的影响.研究发现,对于干、湿颗粒系统而言,双组分颗粒在位置较高处都存在明显的分离现象.小颗粒和大颗粒在床层中部存在一个高颗粒温度核心区.另外,随着湿度的增加,颗粒温度核心区下降,并表现出强烈的各向异性.

摘要： 本文采用基于欧拉-欧拉双流体模型模拟了椭球形玻璃珠颗粒在鼓泡流化床内的流动特性.针对曳力模型,选择Gidaspow模型来研究气固两相间的动量交换.主要了在不同弹性恢复系数工况下,椭球形玻璃珠颗粒在床内的浓度分布和速度分布.

摘要： 鼓泡流化床是一种在工业中应用广泛的反应器,采用欧拉双流体模型对其气固两相流动行为进行了数值模拟.模拟结果表明,使用新曳力模型可以很好预测B类颗粒在鼓泡流化床中的流动行为.通过对比初始流态化颗粒浓度图和完全流态化颗粒浓度分布图,可以看到使用新曳力模型能够很好地展现鼓泡流化床中气泡运动特性.当比较不同曳力模型下的径向空隙率时,新曳力模型相对比传统曳力模型能够更好地预测颗粒的径向分布.

摘要： 采用摩擦系数、法向和切向弹性恢复系数描述粗糙颗粒的二元碰撞，考虑颗粒平动和旋转对颗粒碰撞过程中动量、能量的输运，借鉴动力学基本原理，推导颗粒转动温度和平动温度控制方程，建立可用于稠密气固两相流动模拟的粗糙颗粒动力学模型。模型分析发现，摩擦系数和法向弹性恢复系数对粗糙颗粒动力学模型的影响较大，且转动与平动温度比越小，粗糙效应越大。通过鼓泡流化床内气固两相流动的数值模拟研究，表明考虑颗粒粗糙特性后床内非均匀结构明显、床层脉动特征增强，统计数据也更接近实验值；对比本文模型模拟结果与离散颗粒法模拟结果，显示了粗糙颗粒动力学模型在定量上具有一定的准确性。

摘要： 采用实验研究和理论分析相结合的方法研究了0.15～3vol.％超低浓度甲烷在以0.5％ Pd/Al2O3作为催化剂颗粒的鼓泡流化床中催化燃烧特性,建立了超低浓度甲烷催化燃烧的数学模型,并与实验数据进行了对比分析.结果表明:超低浓度甲烷的转化率随着床层温度的升高而增加,随着进气浓度和流化风速的增加而下降,模型计算数据与实验数据吻合较好,误差在5％以内.随着床层温度的升高,超低浓度甲烷在密相区和稀相区的转化率差值逐渐增大,无量纲甲烷浓度Φ值在密相区按指数衰减,变化显著;飞溅颗粒区Φ值从缓慢降低到指数下降;均相反应区Φ值基本上不发生变化.通过与活塞流,全混流,K-L反应模型的对比分析,进一步验证了所建立的数学模型能够较好地反映超低浓度甲烷在鼓泡流化床中的催化燃烧特性.

摘要： 稠密气固两相流中颗粒之间碰撞以及气体与颗粒之间的曳力作用是影响流动特性的两个重要因素.目前描述颗粒运动和碰撞的颗粒动理学模型是基于光滑粒子假设的,本文总结了动理学模型中考虑粗糙颗粒效应的两大类方法,并结合鼓泡流化床数值模拟进行了对比分析.结果表明,粗糙颗粒效应对床内气泡特性有一定的影响,但是对床层压力降和膨胀比的影响不大;而气体与颗粒之间曳力模型对床层压力降的影响不大,但对床层膨胀比却有明显影响.

摘要： 流化床作为一种能够高效进行传热传质,具有良好混合特性的设备,被广泛应用于石油、化工等工业领域.本文采用双流体模型对流化床中部设置有雾化气入口的特殊流化床结构进行了模拟计算,并专门研究了颗粒相壁面边界条件对流化床内颗粒运动产生的影响.研究表明,在流化床的不同区域,壁面反射系数对颗粒运动产生的影响不同,在距离流化气进口较近的位置,壁面反射系数的影响较大.

摘要： 利用5kW鼓泡流化床实验装置,以小麦秸秆为燃料,以石英砂为床料,进行燃烧实验,在27°C至800°C温度范围内,对实验前后床料的最小流化速度进行研究。结果表明:生物质流态化燃烧后,床料表面粘附熔融物;常温条件下,熔融物对床料最小流化速度影响不明显,随着温度升高,石英砂床料最小流化速度降低,在温度大于500°C条件下,实验后床料的最小流化速度明显增大;床料表面粘附物高温条件下熔融是引起流化特性改变的根本原因。

摘要： 通过耦合气固流动和化学反应，建立了二维化学链燃烧燃料反应器模型。分别采用标准κ-ε模型和颗粒动理论计算气相湍流和颗粒的随机运动，并用缩合模型模拟气固相反应。燃料反应器为宽0.25 m，高1 m的鼓泡流化床反应器。铜基载氧体颗粒由质量分数为14%的CuO和86%的惰性载体Al2O3组成。入口燃料气为等量的CO和N2的混合气。结果显示了良好的气固流动与混合及较高的燃料转化率。同时燃料转化率随温度和初始床高的增加而增加。

摘要： 粘性颗粒在鼓泡床内流动时易形成聚团,研究粘性颗粒聚团具有重要意义.数值模拟是科学研究的重要手段.本文应用离散方法数值模拟流化床内粘性颗粒流动,通过数值模拟获得流化床内粘性颗粒的浓度、速度等参数的变化情况.计算发现,在粘性力作用下部分以颗粒聚团形式流化,不易形成气泡和环隙区,通过结构温度变化可知在浓度较高和较低区域颗粒变形程度均较低.

摘要： 本发明公开了一种固定流化床或气固鼓泡床费托催化剂还原活化系统及其工艺，所述系统包括：至少一个固定流化床反应器或气固鼓泡床反应器，费托催化剂在其中被还原活化，和至少一个旋风分离器，将费托催化剂中不合格的细小颗粒和/或粉尘以及还原活化产生的尾气与还原活化后的费托催化剂相分离。优选地，所述系统还包括：至少一个费托催化剂计量秤，用于控制进入费托合成反应器中的还原活化的催化剂的质量；和至少一个气体混合器，用于调整费托催化剂还原活化所需的还原气体或还原气氛的组成。本发明还原活化工艺方法简单，容易操作，适用范围广，其可避免还原活化反应器内出现催化剂烧结，并可同时进行费托反应和催化剂还原活化。

摘要： 本发明涉及油页岩鼓泡床干馏及半焦循环流化床燃烧组合系统，以鼓泡床作为油页岩干馏炉、以循环流化床作为半焦燃烧利用装置、以循环流化床燃烧生成的热灰和循环热瓦斯共同作为干馏炉热载体，油页岩颗粒在鼓泡床内受热分解，产生的气态物经气液分离器、油水分离器分离成瓦斯、页岩油、水和油污泥，鼓泡床底部排出的半焦直接送入循环流化床内燃烧，产生的高温烟气与瓦斯燃烧器排入的高温烟气混合后进入气固分离器，分离下来的飞灰分别送往鼓泡床、返料阀和外置式气固换热器，除尘后的烟气流经尾部受热面，最后排入大气，尾部受热面产生的蒸汽用于发电、供热。与现有技术相比，本发明能提高页岩油和瓦斯品质，有效降低系统能量损失和环境污染。

摘要： 本发明涉及一种强化流化床气化炉鼓泡内循环的方法及流化床气化炉，其中方法是在气化炉煤粉腔外围设置顺着煤粉运行方向的气路，并对气路进行供气，利用气流驱动煤粉加速循环；流化床气化炉包括竖向设置的筒形炉体，炉体底部开设有排渣口，排渣口内设置有中心射流管，炉体顶部开设有排气口，炉体下部侧壁上连接有若干根进气管，炉体侧壁上设置有若干根进料管，进料管将煤粉输送入炉体内进行气化反应，所述进气管倾斜向下地连接在炉体侧壁上，进气管自由端倾斜向上，使进气方向倾斜向下。本发明利用气流驱动煤粉加速循环，缩短煤粉在中心高温区滞留的时间，降低煤粉结渣现象，缩小煤粉在气化炉内不同位置的温差，提高制气效率。

摘要： 本发明公开了一种固定流化床或气固鼓泡床费托催化剂还原活化系统及其工艺，所述系统包括：至少一个固定流化床反应器或气固鼓泡床反应器，费托催化剂在其中被还原活化，和至少一个旋风分离器，将费托催化剂中不合格的细小颗粒和/或粉尘以及还原活化产生的尾气与还原活化后的费托催化剂相分离。优选地，所述系统还包括：至少一个费托催化剂计量秤，用于控制进入费托合成反应器中的还原活化的催化剂的质量；和至少一个气体混合器，用于调整费托催化剂还原活化所需的还原气体或还原气氛的组成。本发明还原活化工艺方法简单，容易操作，适用范围广，其可避免还原活化反应器内出现催化剂烧结，并可同时进行费托反应和催化剂还原活化。

摘要： 本实用新型公开了双流化床锅炉鼓泡床溢流暨循环流化床给料结构，设于双流化床锅炉鼓泡床炉膛与循环流化床炉膛之间，包括上下部开口的燕窝结构、鼠洞、给料流化床、给料流化风室，燕窝结构与靠近双流化床锅炉鼓泡床炉膛底部的鼓泡床炉膛水冷壁的侧壁连接，燕窝结构的上部开口与双流化床锅炉鼓泡床炉膛连通、下部开口与鼠洞连通，鼠洞与给料流化床连通，给料流化床与下部的给料流化风室连接，给料流化风室与下部的流化风管连接，给料流化床与循环流化床给料管上端连接，循环流化床给料管与循环流化床炉膛水冷壁相连接。本实用新型能保证鼓泡床溢流稳定、顺畅以及循环流化床炉膛不向鼓泡床炉膛窜气，实现双流化床锅炉安全、稳定、可靠运行。

摘要： 本发明公开了一种循环流化床/鼓泡流化床耦合加压富氧燃烧装置，包括循环流化床/鼓泡流化床耦合炉膛、风室、布风板、旋风分离器、返料器、外置式换热器、埋管受热面和屏式受热面，其中炉膛采用分级给风和分级给煤，密相区布置埋管受热面，稀相区出口连接至所述旋风分离器；旋风分离器分离炉膛出口烟气中的固体物料，进入返料器及外置式换热器。本发明的装置适用于加压、高入口氧气浓度下固体燃料的燃烧，兼具鼓泡流化床和循环流化床的优点。通过在炉膛下部的鼓泡流化区布置高容积利用率的埋管受热面，能有效解决受热面布置受限的问题，并通过分级给煤、分级给风和分级返料有效控制炉温及炉内温度分布。

摘要： 本发明属于鼓泡流化床燃烧的技术领域并涉及具有0.1mm至1.8mm的平均粒径的钛铁矿颗粒作为具有低于1.3的过量空气比(λ)的鼓泡流化床(BFB)锅炉的床料的用途，以及用于操作鼓泡流化床(BFB)锅炉的方法，包括用包含权利要求1和4‑5中任一项限定的钛铁矿颗粒的鼓泡流化床进行燃烧过程；和将过量空气比(λ)设定为小于1.3的值。

摘要： 本发明公开了一种循环流化床/鼓泡流化床耦合加压富氧燃烧装置，包括循环流化床/鼓泡流化床耦合炉膛、风室、布风板、旋风分离器、返料器、外置式换热器、埋管受热面和屏式受热面，其中炉膛采用分级给风和分级给煤，密相区布置埋管受热面，稀相区出口连接至所述旋风分离器；旋风分离器分离炉膛出口烟气中的固体物料，进入返料器及外置式换热器。本发明的装置适用于加压、高入口氧气浓度下固体燃料的燃烧，兼具鼓泡流化床和循环流化床的优点。通过在炉膛下部的鼓泡流化区布置高容积利用率的埋管受热面，能有效解决受热面布置受限的问题，并通过分级给煤、分级给风和分级返料有效控制炉温及炉内温度分布。

摘要： 本发明属于鼓泡流化床燃烧的技术领域并涉及具有0.1mm至1.8mm的平均粒径的钛铁矿颗粒作为具有低于1.3的过量空气比(λ)的鼓泡流化床(BFB)锅炉的床料的用途，以及用于操作鼓泡流化床(BFB)锅炉的方法，包括用包含权利要求1和4‑5中任一项限定的钛铁矿颗粒的鼓泡流化床进行燃烧过程；和将过量空气比(λ)设定为小于1.3的值。

摘要： 本实用新型涉及一种串行流化床的鼓泡流化床与返料器一体化系统，属于流化床技术领域。在J型返料器底部连接倒U型返料器，两个返料器由水平段连接。J型返料器由一上升段和一返料段组成，上升段与返料段之间设有返料隔板，两者下部相通；倒U型返料器由一竖直上升段，一水平段以及一返料斜段组成。J型返料器通过布风装置分别通入流化风和松动风，J型返料器的上升段下部和连接J型返料器与倒U型返料器的水平段分别通入松动风。本实用新型的返料器，既能保证物料充分反应并使未燃尽炭顺利送回炉膛，还能有效阻止炉膛内的流化气体向返料器内窜气。