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气液两相及气液固三相鼓泡床流动特性的实验研究

王国峰  
【摘要】:煤直接液化是中国非常重要的能源政策,是煤代油工作的一个重要内容,是中国洁净煤技术的重要组成部分。作为生产石油替代品的有效技术,煤直接液化对解决我国石油资源短缺、平衡能源结构、保障能源安全及国民经济持续稳定发展具有重大战略意义和现实意义。目前,国内引进的煤直接液化工艺为HTI两段催化液化工艺,反应器结构复杂、操作运行成本较高。因此,研发结构相对简单、经济实用的煤直接液化反应器及内构件,并开展器内流动特性研究具有重要实际意义。 本文建立了两类不同的冷模反应器系统,包括鼓泡床反应器和环流反应器。实验分别以空气和水为气、液相,以玻璃珠为固相,在φ0.2×2.5m的有机玻璃反应器中开展了流动特性实验研究,考察了分布器形式、操作条件及物性对反应器内流动特性的影响,并得到以下主要结论: 1.全床平均气含率随表观气速增大呈指数增加;随静液高度增加略有减小;少量乙醇的加入能够明显增加气含率,在湍动域中尤为突出;少量固相颗粒的加入(10wt.%)对处于均匀鼓泡域时气含率值影响较小,却能使处在湍动域时的多孔板分布器鼓泡床中全床平均气含率增加,单喷嘴分布器鼓泡床在过渡域也出现了此现象;但较多固体颗粒的加入又使得全床平均气含率减小。 2.分布器效应主要体现在鼓泡床中的分布器区域,在充分发展区影响小。


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