U形流化床流体动力学特性

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1、万方数据第61卷第12期化工学报v01．61No．122010年12月cIEsCJournalDecember2010U形流化床流体动力学特性胡景辉1’2，董利1，汪印1，刘新华1，许光文1(1中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室，北京】00190；2惠生工程(中国)有限公司河南化工设计院分公司，河南郑州450001)摘要：用内置隔板将流化床内反应空间分为左右两个反应室，并通过下部通道使两室连通，反应颗粒从一室连续供入、反应后颗粒从另一室连续排出，将在反应器结构和颗粒流动路径两方面均呈现“u”形特征的新型结构反应器称为U形流化床(uFB)。该反应器适合于高水分含量

2、生物质的解耦气化。通过FLUENT模拟和二维冷态u形流化床实验相结合的方式，研究了U形流化床的流体动力学特性。结果表明：u形流化床左右两室的颗粒均能被充分流化，实现颗粒自一室向另一室的流动，且通过优化分隔板的结构及布置方式，使自一室流向另一室的气体可在流入反应室中较均匀分布。确立了实现上述流动特征的U形流化床的操作条件范围及其控制因素。颗粒停留时间的测试分析进一步阐明了颗粒经过U形流化床的停留时间分布特征及其与全混流模型的接近度。关键词：u形流化床；FLuENT模拟；流体动力学；生物质气化；流化特性中图分类号：TK6文献标识码：A文章编号：0438—1157(2010)12—3

3、100—07FluiddynamicsinlaboratoryU—shapedfluidizedbedHUJinghuil”，DoNGLil，WANGYinl，LIUXinhual，XUGuangwenl(1S￡nfgKPyLn60r口￡oryo厂M“￡矗户^口seC07托pZgzSys￡P7咒，j咒s￡i￡“￡已o，ProcP5sEngin88ri挖g，C矗i超PseAcnd8，”yo厂Sfi8挖fgJ，BP巧i咒g100190，(冼i行口；2H已胛盘雄DPsig咒J挖jfi￡“￡PB，讼踅f^，T10so，2F咒gi行98ri咒gCb，咒户口起j，，Z^e祀gz^D“450

4、001，HP咒口扎，C矗inn)Abstract：Afluidizedbedwaspartitionedinternallyintotwocompartmentswhichareinterconnectedthroughapassageinsidethebed．Theparticles，whichrepresentakindofsolidfeedstock，arefedintooneofthecompartmentsandflowoutthebedfromtheothercompartment，resultinginaU—shapedpathwayoftheparticlefl

5、ow．ThiskindofbedisthuscaIledtheL卜shapedfluidizedbed(UFB)，andissuitableforconductingthedecouplinggasificationofbiomasswithhighwatercontents．Thefluiddynamicsofthequartzsandfluidizedbyairina1aboratorycoldUFBwereinvestigatedui。bothexperimentandtheFLUENTmodeling．TheFLUENTmodelingrevealedthatitwas

6、necessarytoinstallaperforatedplateintothecompartnlentfromwhichparticlesflowoutforachievingtheexpecteduniformdistributionofgasenteringthiscompartmentfromtheothercompartment．Thec01dmodeltestresultsverifiedthispointanddemonstratedthattheUFBrequiredarangeoffluidizinggasvelocitiesforensuringtheno

7、rmaloperationsoftheUFB．Thepressurebalancebetweenthetwocompartmentsofthebedwasfoundtobethefactorcontr01lingtheparticlefluidizationandgasdistributionintheUFB．Analyzingtheparticleresidencetimein2010—02—24收到初稿，联系人：许光文，汪印。硕士研究生，助理工程师。2010—07—16收到修改稿。第一作