外循环液-固流化床热交换器稳定性研究.pdf

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1、第42卷第1期石油化工设备Vo1．42NO．12013年1月PETRO—CHEMICAIEQUIPMENTJan．2o13文章编号：10007466(2013)01—0018-04外循环液一固流化床热交换器稳定性研究韩国军，赵振文(1．北京联合大学，北京100123；2．北京化工大学，北京100029)摘要：通过建立外循环液一固流化床热交换器实验台和进行大量实验，得出了喷嘴的结构尺寸和安装位置等因素对外循环液一固流化床稳定性的影响规律。关键词：液一固外循环流化床；热交换器；稳定性；实验研究中图分类号：TQ050．1

2、；TE965文献标志码：Adoi：10．3969／j．issrL10047466．2013．01．005ExperimentalStudyontheStabilityofExternal—cyclingSolid-liquidinFluidizedBedHeatExchangerHANGuo-jall．ZHAOZhen—well(1．BeijingUnionUniversity，Beijing100123，China；2．BeijingUniversityofChemicalTechnology，Beijing10

3、0029，China)Abstract：Bymakinganexperimentalapparatusoftheexternal—cyclingsolid—liquidinfluidizedbedheatexchangerandconductingalotofexperiments，themainregularitiesthatmuzzleinflu—encesonthestabilityoftheexternal—cyclingsolid—liquidfluidizedbedheatexchangerweregi

4、ven．Keywords：external—cyclingsolid—liquidfluidizedbed；heatexchanger；stability；experimentstudy液一固流化床热交换器是液一固流态化技术在工化。液一固循环式流化床热交换器就是采用广义流业上的应用，也是2O世纪60～7O年代发展起来的态化技术在管程内实现固体颗粒循环运行的高效换一种新型换热技术，具有强化传热和防垢除垢的性热设备。一方面，由于固体颗粒随机频繁地碰撞管能，可以广泛应用于食品、化工、海水淡化和造纸壁内表面，实现使用过程中

5、的自动防垢除垢，同时增等领域中[1]。加了流体的湍流程度，特别是在层流时破坏了壁面的粘性底层，强化了传热过程。另一方面由于引入1外循环式液一固流化床热交换器简介了循环流化床技术，减小了对流速的限制，增大了稳最初的流化床热交换器是非循环流化床形式，定运行范围，拓宽了热交换器的适用能力。为了能即固体颗粒在液体中浮动，固体颗粒虽可做相对液把这一技术更好地应用于实际工程中，国内外许多体的自由运动，但无宏观向上流速，在流态化技术学者曾对此进行过研究j。中，又称其经典流态化。这种流化床的流体速度需循环式液一固流化床热交换器又分

6、内循环式和限制在一个很小范围内。由于速度的限制，导致非外循环式。内循环式的上升管与下降管都位于管壳循环流化床热交换器在使用上具有局限性。内，外循环式的下降管位于管壳外，与热交换器主题解决这一问题的方法是引入循环流化床技术，分离。外循环液一固流化床热交换器具有设备尺寸即液一固两相中的固体颗粒具有宏观流速，在管子中小、颗粒和液体分离更容易等独特优势，具有广泛的先上升，后下降形成循环，这种流态化又称广义流态应用前景¨叽⋯。收稿日期：201208—06作者简介：韩国军(1963一)，女，北京人，副教授，硕十，从事化工机械与

7、设备的教学工作。第i期韩国军，等：外循环液一固流化床热交换器稳定性研究喷嘴对于广义流态化的形成起着非常重要的作通过测量得到本实验所用河沙颗粒的体积为用，合理的喷嘴结构设计可有利于形成稳定的流态1440mL，平均密度为2．79g／cm。。化，其安装位置是能否形成循环流化的关键之一。文中通过实验研究了喷嘴结构尺寸和位置等对外循环液一固流化床运行稳定性和可操作范围的影响，得到了一些数据和规律，以便为外循环式液一固流化床热交换器的设计提供参考依据。2实验装置及实验过程I．储槽2．软管3．钢管4．颗粒5．分布板2．1装置简介

8、6．转子流量计7．阀门8．水泵9．水槽实验装置见图1。顶部为液固分离上料箱，底图2吹沙实验示图部为三通玻璃管，也称下料箱。三通玻璃管垂直支2．3实验过程管的内径为50mm，接下降管底部。两水平支管的(1)将喷嘴安装在实验所需位置，把实验所用河内径均为90mm，一侧接上升管底部，另一侧接进沙倒入下降管。水管。喷嘴水平安装在三通管内部，且用精细丝网(2)打开水泵