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加压循环流化床的实验与模型研究

朱治平  
【摘要】: 作为一种高效的气固反应器,常压循环流化床已应用于发电、化工和冶金等领域。加压循环流化床与常压循环流化床相比,具有气相密度大、气固混合均匀、流化质量好等优点。目前大多数对加压循环流化床的研究是以FCC为背景,应用于煤燃烧和气化的研究和开发工作尚处于起步阶段。 本论文是以煤燃烧和气化为背景进行的研究。建立了循环流化床加压煤气化热态试验台,试验台本体提升管高2000 mm、直径58 mm,以大同煤为原料进行了初步试验研究,取得了一些探索性的试验结果。 在小型冷态加压鼓泡流化床实验台上,分别采用河砂和玻璃球作为床料,研究了压力对临界流化速度的影响。实验结果表明,大颗粒的临界流化速度受压力的影响更大。 在冷态加压旋风分离器实验台上,研究了压力、窜气率和入口固/气质量比对旋风分离器压降的影响。旋风分离器的进出口压降随着压力的增大而增大,随着窜气率和入口固/气质量比的增大而减小;当窜气率χ<4%时,分离效率的变化较小;当窜气率χ>4%时,分离效率随窜气率的增大而减小;建立了适用于计算在加压、入口固/气质量比较大、有窜气条件下旋风分离器压降的计算模型。 在冷态加压返料器实验台上,研究了压力对返料速率的影响。当返料器流化风的流化数和松动风的流化数不变,仅改变返料器的操作压力时,返料器的返料速率基本保持不变。 通过压力分布分析的方法,结合实验结果,建立了加压循环流化床循环回路的压力平衡模型,对加压循环流化床的设计准则进行了分析讨论。


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