流化床的設(shè)計、放大和優(yōu)化需要對流域有基礎(chǔ)的認識,然而氣固系統(tǒng)的流域劃分至今仍存在諸多爭議�？偨Y(jié)了氣固流化系統(tǒng)流域劃分的研究現(xiàn)狀,并分析了流域劃分的主要爭議,發(fā)現(xiàn)文獻中對快速床的界定存在分歧。通過耦合基于穩(wěn)態(tài)EMMS的曳力模型開展雙流體模擬,對不同氣速和顆粒濃度下的循環(huán)流化床進行了數(shù)值研究。模擬結(jié)果捕捉到了顆�；亓鳌⒐�(jié)涌等現(xiàn)象,據(jù)此確定了快速床的操作邊界并繪制了流域圖,該流域圖能夠展示循環(huán)床中的各流域形態(tài)。 

【文章來源】：化工學(xué)報. 2020,71(07)北大核心

【文章頁數(shù)】：14 頁

【部分圖文】：

快速床的操作范圍

快速床的上邊界

Bai等[13]定義的快速床具有明顯的軸/徑向顆粒濃度分布，在“局部與整體上都有很強的非均勻性”，其操作下限（UFD,即由輸送床向快速床的過渡）對應(yīng)上稀下濃結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，操作上限(UTF)伴隨著上部稀相區(qū)大量聚團破碎、垮塌。Bi等[22]定義的快速床具有顆粒循環(huán)通量大、軸徑向顆粒濃度分布明顯等特點，其操作下限為出現(xiàn)聚團時的氣速(VCA)，操作上限為出現(xiàn)節(jié)涌時的氣速(VCC)。Sun等[43]定義的快速床同樣具有明顯的徑向非均勻結(jié)構(gòu)，其操作下限(Utp)來自于對文獻中經(jīng)驗關(guān)聯(lián)式的平均，而操作上限(Utr)對應(yīng)床層崩塌、通量銳減等現(xiàn)象。此外，該研究還將快速床流域細分為兩個子流域：固含率小于10%的低密度循環(huán)流化床(LDCFB)與固含率大于10%的高密度循環(huán)流化床(HDCFB)，二者具有不同的軸/徑向流動結(jié)構(gòu)，分別適用于循環(huán)床燃燒與催化裂化這兩種主要的循環(huán)床工業(yè)應(yīng)用。不同研究者基于大量實驗數(shù)據(jù)擬合了快速床的邊界，這些邊界及其適用的物性和床層幾何尺寸范圍見表3。可以看出，各研究者對于快速床流動特征的描述相近，然而劃分快速床與毗鄰流域的經(jīng)驗關(guān)聯(lián)式卻并不統(tǒng)一，流域圖的構(gòu)成形式也不相同。在Wang等[42]之前的工作中，曾基于經(jīng)典EMMS模型給出了循環(huán)床本征流域圖的劃分，將流域劃分為稀相輸送、密相流動及二者之間的噎塞型轉(zhuǎn)變，如圖2所示。其中，噎塞曲線上的流態(tài)具有明顯的徑向環(huán)核結(jié)構(gòu)和軸向上稀下濃顆粒分布。然而，在噎塞曲線的下方，表2中所列的一些非均勻特征就已出現(xiàn)，具體表現(xiàn)為濃相和稀相的空隙率不相等[46]；而在噎塞曲線的上方，實際操作的通量顯然難以無限增大。因此，與完全不考慮幾何結(jié)構(gòu)影響的本征流域圖不同，如何確定現(xiàn)實操作圖中的快速床上下限以及流動結(jié)構(gòu)的特征，值得進一步關(guān)注。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]FCC反應(yīng)過程的CFD模擬進展[J]. 魯波娜,張景遠,王維,李靜海.  化工學(xué)報. 2016(08)
[2]流態(tài)化模擬:基于介尺度結(jié)構(gòu)的多尺度CFD[J]. 王維,洪坤,魯波娜,張楠,李靜海.  化工學(xué)報. 2013(01)



本文編號：3026026