加压导向管喷动流化床气化炉气体扩散规律研究

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1、第17卷(总第97期)热能动力工http://www.paper.edu.cn程2002年1月文章编号：l∞l加压导向管喷动流化床气化炉气体扩散规律研究肖睿，章名耀，金保升，刘向东(东南大学教育部洁净煤发电与燃晓重点实验室，江苏南京210096)摘要：采用c作为示踪气体在内径200r帅，高5m的奎压力更高方向发展的趋势。因此研究压力下气体扩足寸加压导向管喷动流化床中对床内气体扩散特性进行了散行为有着非常现实的意义。研完，主要考察了操作参数(喷动气流率、流化气流率、操作压力、颗粒粒径和物性参数)对床内气体扩散的影响一归纳2实验了喷动气旁路份额和流化气旁路份额

2、随操作参数影响的试验关联式，可作为工程设计计算和鸯际操作的参考=2．1实验装置关键词：喷动流化床；导向管；压力；气体扩散加压导向管喷动中图分类号：TK22966文献标识码：A流化床为钢制圆柱形结构，总高5m，床商1前言3．5Ill，外筒体内径(De)200TIIITI，导向管内导向管喷动流化床是近年来发展起来的一种独径(，Jm)42Inm，管长1特的流体与颗粒接触的床型，由于采用了导向管，气m，喷动管内径(D，)25流与颗粒在喷动区与环形区的运动较一般喷动床更mm，喷动管至导向管有规律。导向喷动流化床内环形区属移动填充床或人口的距离(E)63鼓泡流化床流型

3、，喷动区处于稀相气力输送状态，而Iil111采用锥形布风板，且两者被固定的导向管管壁隔开，因而可消除一般喷锥角6o。，布风板小孔动床在高床层时压降大、喷泉不稳定的缺点，可见导直径1mm，开孔率1％，向管喷动流化床具有操作稳定和动力消耗小等优点。气流分两路进入床内，由于导向喷动流化床这种独特的结构，已被广泛地用从床下进入的气流为于谷物干燥、造粒、燃烧、气化、快速热解、颗粒涂层等1一空气压缩机；2一流量计；3一示喷动气，侧面进^的为工艺过程中t。导向管喷动流化床反应器中存在踪气人口：4一示踪气^口取样点：流化气，两股气流由阀两股气流，即中心喷动气和周边流化气这

4、两股气流5一排渣罐；6一喷动气人口；7一布门调节流量，流量由各将在喷动管出口至导向管入口之间进行质量交换，即风板；8一示踪气取样点：9一导向自的流量计读取，由此喷动气进入环形区和流化气进入喷动区因此，这两管；l0一蛤料罐；l1一嚷动赢化床可得到喷动气质量流股气流的相互交换以及在交换后进人对方区域后的l2一旋风丹离器；13一观察L扩散无疑将对整个床内的气体分布和颗粒运动产生图1加压导向管喷动流率()和流化气质量重大的影响。w．C．Yang!Muir1j和肖睿【在研究导化床系统图流率(村f)。导向管上方设有观察孔，用于观察向管喷动流化床内颗粒循环量的同时附带考

5、察了床床内流动状况试验装置示意图见图l。内气体旁路特性，还未见系统地研究床内气体扩散规律相关的报道，特别是加压的条件下。加压在一些工2．2实验物料艺过程如气化、燃烧中应用较为普遍，当今两大最具实验采用两种不同粒径的聚苯乙稀树脂和一种发展前途的洁净煤发电技术一第二代增压流化床联粒径的玻璃珠。其主要物性参数见表l合循环发电技术和整体煤气化联合循环发电技术中23实验过程及测试方法的半气化炉或气化炉均在压力下运行，并且有向操作实验时，先给床内送风，随后加入1O妇的聚苯收稿日期：2o01—05—08；修订日期：2001—07—30基金项目：国寡重点基础研究发展规则(

6、G1999ff2210531)作者简介：肖睿(1971一)．男．湖北监利人．东南大学讲师转载中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn·28热能动力工程2002年乙稀树脂或20的玻璃珠(保证静止床高一致)，调相反，当流化气向喷动区的扩散量大时．喷动气向环节两股气流的流量和压力，由观察孔观察喷泉状态，形区的扩散量受到抑制而变小。这种变化规律并不确定床内已进入稳定的喷动流化状态，然后在喷动随压力、粒径、流化气流率和物性的变化而改变。管一定位置加入示踪c气体，经过较长距离的充分混合后，在下游喷动气入口处测量入口Co2浓度(C)，同时在环形区和

7、导向管出口处测量它们在不同径向位置的co)浓度，然后计算出它们的积分平均值(C)、(Cd)。由以下的质量平衡关系式(1)、(2)可得到喷动气扩散进入环形区质量流率(J"⋯)和流化气扩散进入导向管的质量流率(肼⋯)。所有c浓度由红外Co’分析仪测得。60708090Ill0I20表1物性参数表MJkg,li物料名称聚苯乙稀己稀树脂2图3流化气流率对喷动气扩散的影响粒径范围／mm09～2—2．0平均粒径／n帅1．21．7-墨一球性度1积／kg·116O6606312流化气质量流率的影响l阱2改变流化气流量，可M⋯=C⋯C{(M+f)得到流化气C))](1)流率

8、变化时M⋯=(C一C)[C(M+埘)一ⅣC]／气体扩散的[C．(C