【摘要】：加壓富氧流化床燃燒是一種非常有前景的CO2捕集技術(shù)。探明壓力對流化特性的影響,對于加壓流化床反應(yīng)器的設(shè)計非常關(guān)鍵。另一方面,加壓流化床強化了氣固傳質(zhì),在化工和能源等領(lǐng)域得到了一定的應(yīng)用。本文研究加壓流化床波動特性,選題具有重要的工程價值和學(xué)術(shù)意義�？傮w來說,目前對于常壓流化床的研究非常廣泛、認識充分,對于加壓流態(tài)化的研究,文獻中已有一些報道,但不是非常多。對于加壓流化床的一般性規(guī)律已有達成共識,如臨界流化風(fēng)速隨著壓力的增加而減小,但是在加壓流態(tài)化動態(tài)特征以及定量化的認識方面還很不充分。本文設(shè)計搭建了加壓鼓泡流化床實驗臺,研究了壓力對臨界流化速度、床層差壓、局部空隙率的變化影響規(guī)律,主要結(jié)論如下:(1)分別設(shè)計了高顆粒濃度和低顆粒濃度裝置,為在較寬的顆粒體積分數(shù)范圍內(nèi)標定光纖顆粒濃度儀奠定了基礎(chǔ)。(2)采用降速法測量了三種床料(粒徑為637m、373m、252m的玻璃珠)在不同壓力下(0.1 MPa-0.6 MPa)的臨界流化風(fēng)速,臨界流化風(fēng)速隨壓力的增加而減小,但是減小的梯度隨壓力的增加而減小。顆粒粒徑越大,臨界流化風(fēng)速受壓力的影響越明顯。例如,在壓力升高相同的情況下,粒徑最大的顆粒的臨界流化速度減少量為0.123m/s,粒徑最小的顆粒減小量只有0.028m/s。(3)在確定三種物料在不同壓力條件下的臨界流化風(fēng)速的基礎(chǔ)上,進行了加壓流化床中氣固流動特性的實驗。工況設(shè)定壓力:0.1MPa、0.3MPa、0.5MPa,流速:1.5_(8)1))-5.0_(8)1)),每隔0.5_(8)1))設(shè)置一個工況,共計72個工況。在每個工況下,采用差壓變送器和光纖探針測量床程差壓和顆粒濃度,隨后詳細分析了差壓和顆粒濃度的時序數(shù)據(jù)。(4)對于不同粒徑、流化風(fēng)速、壓力條件下的流化,床層差壓波動值隨流化風(fēng)速的增加而增加,隨床料粒徑的增加而略微增加,隨壓力的增加而減小。由差壓波動特性,可以反映氣泡運動的劇烈程度。(5)提高壓力,有利于提高乳化相的空隙率,同時降低氣泡出現(xiàn)頻率,一定程度抑制了氣泡的運動。顆粒體積分數(shù)波動主頻主要分布在3Hz附近。提高流化風(fēng)速,顆粒體積分數(shù)波動主頻和幅值均呈現(xiàn)減小的趨勢。
【圖文】：

設(shè)計并搭建了加壓鼓泡流化實驗臺，，并對實驗臺進行了詳細的調(diào)試和標定。實計主要包括實驗系統(tǒng)設(shè)計、流化床主體機械設(shè)計、數(shù)據(jù)測量方案設(shè)計。調(diào)試工作括氣密性檢查、不同流化壓力的調(diào)節(jié)、差壓及光纖探頭標定、數(shù)據(jù)采集及過濾平處理。1 實驗設(shè)備1.1 鼓泡流化床加壓鼓泡流化床實驗裝置系統(tǒng)圖如圖 2-1 所示。整個裝置主要由鼓泡流化床本氣罐、顆粒濃度測量系統(tǒng)、差壓測量系統(tǒng)、壓力表、流量計等組成。為了確保系壓下可靠運行，流化床本體及主要管道都采用不銹鋼制作。設(shè)計壓力 1.0MPa。在布風(fēng)板上方密相區(qū)和稀相區(qū)間布置差壓傳感器和光纖探針，分別用于記錄床和顆粒濃度。實驗所需氣源由空氣壓縮機提供，流化床的進氣量通過調(diào)節(jié)進氣口計來控制，而床內(nèi)的壓力則通過調(diào)節(jié)流量計進口閥門和床體排氣口閥門來控制。

顆粒濃度測點高度(距離布風(fēng)板) 6cm、8cm、10cm差壓測點高度(距離布風(fēng)板) 6cm、9cm、13cm、17.5cm顆粒濃度信號測量系統(tǒng)C6M 型多通道顆粒濃度測量儀適用于氣固、液固兩相流動系統(tǒng)中固體顆粒濃度的測量。儀器使用光導(dǎo)纖維測量探針作為傳感器，具有對濃度變化寸小及可以對反應(yīng)器內(nèi)多個位置點同時測量的特點。PC6M 型顆粒濃度測顆粒濃度儀主機、光導(dǎo)纖維探針、信號電纜、及應(yīng)用軟件組成。PC6M 型濃度測量儀是基于被測物料對測量光的反射進行顆粒濃度測量的。反射光針測量端面區(qū)域顆粒濃度成正比；但隨著單位體積顆粒數(shù)的增加，由于靠的顆粒群對較遠離測量面處的顆粒產(chǎn)生遮蔽效應(yīng)，使光纖測量面處有效的，由此形成在顆粒濃度增加時，反射光強與顆粒濃度之間呈現(xiàn)飽和非線性真實準確的顆粒濃度值，應(yīng)對實際顆粒濃度值（mg/l 或 ml/l）與相應(yīng)的關(guān)系作多點標定。圖 2-2 為 PC6M 型多通道顆粒濃度測量儀及光纖探針
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TK229.66;X701

【參考文獻】

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本文編號：2667019