專(zhuān)利名稱(chēng)：四點(diǎn)充氣結(jié)構(gòu)使用b類(lèi)顆粒的高密度循環(huán)流化床裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及清潔能源技術(shù)領(lǐng)域，是一種四點(diǎn)充氣結(jié)構(gòu)使用B類(lèi)顆粒的高密度循環(huán)流化床裝置。
背景技術(shù)：
高密度循環(huán)流化床是近年來(lái)在國(guó)際上發(fā)展起來(lái)的新一代高效、低污染的清潔能源技術(shù)，可以在較高的操作氣速和固體通量下運(yùn)行，具有床內(nèi)顆粒密度高、氣固混合強(qiáng)、處理量大、應(yīng)用范圍廣的特點(diǎn)。然而，目前針對(duì)高密度循環(huán)流化床的研究表明，由于床內(nèi)較高的顆粒濃度，提升管內(nèi)顆粒的流動(dòng)不均勻，尤其在提升管底部和具有強(qiáng)約束出口結(jié)構(gòu)的提升管頂部區(qū)域，徑向和軸向的不均勻性更加明顯。這種不均勻性嚴(yán)重影響氣固兩相的充分混合和床內(nèi)的傳熱傳質(zhì)效率，降低燃料的轉(zhuǎn)化率和利用率，并對(duì)裝置的安全運(yùn)行帶來(lái)隱患。
通過(guò)文獻(xiàn)調(diào)研，國(guó)內(nèi)外一些學(xué)者對(duì)高密度循環(huán)流化床系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究做了許多工作，也獲得了具有借鑒意義的結(jié)論，但以前的研究多是針對(duì)化工領(lǐng)域石油催化裂化使用的微小A類(lèi)固體顆粒設(shè)計(jì)的，對(duì)使用B類(lèi)顆粒的高密度循環(huán)流化床的研究還需要深入。此外，在現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)技術(shù)或裝置中還未查到在提升管底部，或在具有強(qiáng)約束出口結(jié)構(gòu)的提升管頂部設(shè)置充氣點(diǎn)的報(bào)導(dǎo)。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種四點(diǎn)充氣結(jié)構(gòu)使用B類(lèi)顆粒的高密度循環(huán)流化床裝置，針對(duì)使用B類(lèi)顆粒的高密度循環(huán)流化床的研究，在顆粒聚團(tuán)現(xiàn)象嚴(yán)重的提升管底部和頂部，設(shè)置充氣點(diǎn)，來(lái)減弱顆粒流動(dòng)的團(tuán)聚現(xiàn)象，以提高氣固兩相流動(dòng)的均勻性和穩(wěn)定性，及燃料的轉(zhuǎn)化率和利用率，保證裝置的安全運(yùn)行。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:
一種四點(diǎn)充氣結(jié)構(gòu)使用B類(lèi)顆粒的高密度循環(huán)流化床裝置，旋風(fēng)分離器上端為出口，下端沿中軸線(xiàn)固接下料料管，下料料管底端為J閥返料器，提升管與旋風(fēng)分離器、下料料管平行垂直設(shè)置；提升管上端為強(qiáng)約束出口結(jié)構(gòu)，經(jīng)水平管道與旋風(fēng)分離器上部側(cè)壁固接，并內(nèi)腔相通連，提升管下端經(jīng)斜向管道與J閥返料器側(cè)壁固接，并內(nèi)腔相通連；提升管底端有布風(fēng)板；
其在提升管下部側(cè)壁上設(shè)有三個(gè)不對(duì)稱(chēng)分布的充氣點(diǎn):一級(jí)充氣點(diǎn)在最下方，位于斜向管道在提升管側(cè)的出口上方相對(duì)的外側(cè)壁上，三級(jí)充氣點(diǎn)位于提升管外側(cè)側(cè)壁上，距下端四分之一處，二級(jí)充氣點(diǎn)在提升管內(nèi)側(cè)側(cè)壁上，垂直向位于一級(jí)、三級(jí)充氣點(diǎn)之間；
在提升管上端頂壁設(shè)有四級(jí)充氣點(diǎn)；
兩空壓機(jī)，第一空壓機(jī)的輸出口經(jīng)多根管道分別與一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)、四級(jí)充氣點(diǎn)相連通，每根管道中設(shè)有一手動(dòng)閥；第二空壓機(jī)的輸出口經(jīng)兩根管道分別與提升管底端的布風(fēng)板、下料料管底端的J閥返料器相通連，每根管道中設(shè)有一手動(dòng) 閥；
測(cè)試系統(tǒng)包括多個(gè)壓力傳感器、多個(gè)溫度傳感器、多個(gè)質(zhì)量流量計(jì)，壓力傳感器、溫度傳感器、質(zhì)量流量計(jì)分別設(shè)于側(cè)壁、管道上，并通過(guò)各自的變送模塊與工控機(jī)電連接。
所述的高密度循環(huán)流化床裝置，其所述一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)、四級(jí)充氣點(diǎn)，其中，一級(jí)充氣點(diǎn)的充嘴斜向上設(shè)置，與水平方向成ω角，58° < ω <62° ; 二級(jí)、三級(jí)、四級(jí)充氣點(diǎn)的充嘴斜向下設(shè)置；二級(jí)充氣點(diǎn)充嘴與水平方向成β角，43° < β <46° ;三級(jí)充氣點(diǎn)充嘴與水平方向成Θ角，28° < Θ <32° ;四級(jí)充氣點(diǎn)充嘴與水平方向成α角，28° < α< 32°。
所述的高密度循環(huán)流化床裝置，其所述提升管下端的斜向管道，在提升管側(cè)的出口高于J閥返料器側(cè)的入口。
所述的高密度循環(huán)流化床裝置，其所述提升管、下料料管、J閥返料器，是有機(jī)玻璃材料制作，旋風(fēng)分離器、布風(fēng)板為鋼材制作；布風(fēng)板上設(shè)有均勻分布的多個(gè)風(fēng)孔，風(fēng)孔孔徑為 8mm < Φ < 10mnin
所述的高密度循環(huán)流化床裝置，其工作過(guò)程如下:
a)首先，將固體床料加入下料料管、J閥返料器中，打開(kāi)第二空壓機(jī)；
b)打開(kāi)手動(dòng)閥，一路壓縮空氣通過(guò)進(jìn)氣管道和布風(fēng)板進(jìn)入提升管內(nèi)，一部分氣體通過(guò)進(jìn)氣管道進(jìn)入J閥返 料器底部；
c)打開(kāi)第一空壓機(jī)，待在提升管上安裝的壓力傳感器監(jiān)測(cè)提升管內(nèi)的總壓降達(dá)到一定指標(biāo)AP-時(shí)，調(diào)節(jié)四個(gè)充氣點(diǎn)前的手動(dòng)閥，使四路壓縮空氣分別通過(guò)進(jìn)氣管道進(jìn)入提升管;
d)通過(guò)各個(gè)壓力測(cè)量點(diǎn)的壓力，計(jì)算得到提升管內(nèi)固體床料分布情況，然后通過(guò)計(jì)算分析調(diào)整兩空壓機(jī)氣量來(lái)實(shí)現(xiàn)所需工況；
e)同時(shí)通過(guò)觀(guān)察提升管內(nèi)的流動(dòng)情況，對(duì)使用B類(lèi)顆粒的高密度循環(huán)流化床內(nèi)兩相流流動(dòng)特點(diǎn)和機(jī)理進(jìn)行分析總結(jié)。
所述的高密度循環(huán)流化床裝置，其所述c)步中一定指標(biāo)ΛΡ。一由公式ΛΡ =esppgAh確定，其中Λ P是壓降、es是固體顆粒在床內(nèi)的平均體積分率、Pp是顆粒密度、g是重力加速度、Ah是高度，按照高密度循環(huán)流化床的定義，當(dāng)ε s = 10%時(shí)，提升管內(nèi)的氣固流動(dòng)達(dá)到高密度循環(huán)流化床的要求，以估算出這個(gè)條件下的提升管總壓降A(chǔ)Ptotal，取APope = 0.5 APtotalo
所述的高密度循環(huán)流化床裝置，其所述d)步中實(shí)現(xiàn)所需工況，為調(diào)整各個(gè)充氣點(diǎn)的充氣量，監(jiān)測(cè)各個(gè)壓力測(cè)點(diǎn)的壓降值，達(dá)到如下標(biāo)準(zhǔn)時(shí)即實(shí)現(xiàn)了所需的工況:(1)由公式ε s = p pg Λ P/ Λ h計(jì)算得到固體顆粒在床內(nèi)的平均體積分率達(dá)到10% ;⑵充氣點(diǎn)7和充氣點(diǎn)5之間的壓降記為Λ P5_7，滿(mǎn)足范圍:0.15 Λ Ptotal < ΔΡ5_7< 0.4APtotal ；(3)由公式Gs=P PAspmHspuyAft，其中，Gs為固體通量、Aspur為下料管的面積、Hspur為測(cè)量高度、Af為提升管的面積、t為測(cè)量時(shí)間，計(jì)算得到的Gs > 200 kg/(m2.s)。
本發(fā)明這種四點(diǎn)充氣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能夠較好的解決顆粒聚團(tuán)，顆粒流動(dòng)不均勻的問(wèn)題。
本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便?？梢暂^好的解決高密度循環(huán)流化床提升管底部顆粒濃度較高，顆粒流動(dòng)不均勻；以及使用強(qiáng)約束出口的提升管頂部顆粒聚團(tuán)，顆粒流動(dòng)不均勻的問(wèn)題。
本發(fā)明依托國(guó)家“863計(jì)劃”能源領(lǐng)域重大項(xiàng)目-以煤氣化為基礎(chǔ)的多聯(lián)產(chǎn)示范工程以及國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目-輸運(yùn)床煤氣化爐內(nèi)氣固流動(dòng)規(guī)律及氣化反應(yīng)機(jī)制的研究的支持。其氣化爐使用B類(lèi)顆粒，通過(guò)反應(yīng)器內(nèi)的高固體濃度和高固體通量，實(shí)現(xiàn)高效的氣固混合、傳熱傳質(zhì)、化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。該技術(shù)適用于我國(guó)儲(chǔ)量巨大且目前技術(shù)難以有效利用的低階煤和劣質(zhì)煤，同時(shí)具有高效率、低成本和維護(hù)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，是先進(jìn)氣化技術(shù)發(fā)展的重要方向。


圖1為本發(fā)明一種四點(diǎn)充氣結(jié)構(gòu)使用B類(lèi)顆粒的高密度循環(huán)流化床裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖中:
空壓機(jī)1、14 ；壓力傳感器2 ；溫度傳感器3 ；
質(zhì)量流量計(jì)4 ；一級(jí)充氣點(diǎn)5 ；布風(fēng)板6 ；
三級(jí)充氣點(diǎn)7 ；提升管8 ；四級(jí)充氣點(diǎn)9 ；
旋風(fēng)分離器10;下料料管11;J閥返料器12;
二級(jí)充氣點(diǎn)13 ；手動(dòng)閥15。
具體實(shí)施方式
見(jiàn)圖1，為本發(fā)明一種四點(diǎn)充氣結(jié)構(gòu)使用B類(lèi)顆粒的高密度循環(huán)流化床裝置，由供氣系統(tǒng)、主床系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、返料系統(tǒng)和測(cè)試系統(tǒng)構(gòu)成。包括:兩空壓機(jī)1、14、多個(gè)手動(dòng)閥15、多個(gè)壓力傳感器2、多個(gè)溫度傳感器3、多個(gè)質(zhì)量流量計(jì)4、布風(fēng)板6、提升管8、旋風(fēng)分離器10、下料料管11、J閥返料器12。其中，在使用B類(lèi)顆粒的高密度循環(huán)流化床的提升管8底部，不對(duì)稱(chēng)分布三個(gè)充氣點(diǎn)，在提升管8頂部強(qiáng)約束出口的上部，布置一個(gè)充氣點(diǎn)。其中高密度循環(huán)流化床按照Grace等(參考文獻(xiàn)為:J.R.Grace, A.S.1ssangya, D.Ba1.Situatingthe high-density circulating fluidized bed[J].AIChE J.,1999,45(10):2108-2116.)提出的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)定義，即:單位床層截面的固體通量Gs大于200kg/(m2.s);固體顆粒在床內(nèi)的平均體積分率es大于10%。
供氣系統(tǒng)由第一空壓機(jī)I和第二空壓機(jī)14構(gòu)成，其中第一空壓機(jī)I提供四個(gè)充氣點(diǎn)5、7、9和13的氣源，第二空壓機(jī)14提供提升管8和J閥返料器12的氣源。使用第一、第二兩個(gè)空壓機(jī)1、14分別供給四點(diǎn)充氣的氣源和提升管及返料器的氣源，可以減少由于調(diào)節(jié)氣量引起的系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定的情況。主床系統(tǒng)由布風(fēng)板6與提升管8構(gòu)成。布風(fēng)板6的材質(zhì)為鋼板，在布風(fēng)板 6上設(shè)有均勻分布的多個(gè)風(fēng)孔。布風(fēng)板6 —方面使進(jìn)入提升管8的壓縮空氣分布均勻，另外由于布風(fēng)板6的開(kāi)孔較小(8mm < Φ < 10mm),氣體通過(guò)風(fēng)孔進(jìn)入提升管8的速度增大，可以起到防止固體物料回落堵塞氣源的作用。提升管8的材質(zhì)為有機(jī)玻璃，為的是方便觀(guān)察物料在管內(nèi)的流動(dòng)情況。提升管8主要作用是作為兩相流動(dòng)的通道，同時(shí)密相輸運(yùn)也是在提升管8內(nèi)實(shí)現(xiàn)的。在提升管8靠近J閥返料器12的一側(cè)布置一個(gè)與水平方向成β角(43° < β <46° )的斜向下的二級(jí)充氣點(diǎn)13。在提升管的另一側(cè)布置兩個(gè)充氣點(diǎn):一級(jí)充氣點(diǎn)5和三級(jí)充氣點(diǎn)7，其中一級(jí)充氣點(diǎn)5與水平方向成ω角(58° < ω <62° )斜向上布置，三級(jí)充氣點(diǎn)7與水平方向成Θ角(28° < Θ < 32° )斜向下布置，并且二級(jí)充氣點(diǎn)13布置在一級(jí)充氣點(diǎn)5和三級(jí)7之間。這種結(jié)構(gòu)可以起到如下作用:當(dāng)顆粒從J閥返料器12進(jìn)入提升管8時(shí)，大量顆粒在提升管8底部停留甚至堆積，由一級(jí)充氣點(diǎn)5噴出的氣流一方面將顆粒吹散，促進(jìn)氣固接觸，加強(qiáng)氣固兩相的動(dòng)量交換，對(duì)顆粒運(yùn)動(dòng)進(jìn)行第一次均勻化處理。另一方面斜向上的氣流配合提升管8的主床風(fēng)攜帶更多的顆粒向上運(yùn)動(dòng)。當(dāng)顆粒運(yùn)動(dòng)到達(dá)二級(jí)充氣點(diǎn)13的高度時(shí)，二級(jí)充氣點(diǎn)13噴出的斜向下氣流將與顆粒發(fā)生激烈充分的動(dòng)量交換，將部分小的顆粒團(tuán)打散，顆粒的運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷第二次均勻化處理。當(dāng)顆粒運(yùn)動(dòng)到提升管高度1/4處時(shí)，在此處布置的三級(jí)充氣點(diǎn)7將對(duì)顆粒的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行第三次均勻化處理。此外，將三級(jí)充氣點(diǎn)7和二級(jí)充氣點(diǎn)13設(shè)計(jì)成斜向下的結(jié)構(gòu)，可以緩和提升管8下部顆粒的高速運(yùn)動(dòng)，減弱顆粒的團(tuán)聚作用，增大顆粒在床內(nèi)的停留時(shí)間，進(jìn)而加強(qiáng)兩相的充分混合和床內(nèi)的傳熱傳質(zhì)，促進(jìn)燃料的充分反應(yīng)，提高轉(zhuǎn)化率和利用率。為了解決強(qiáng)約束出口結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的顆粒聚集的問(wèn)題，在本發(fā)明裝置的提升管(8)頂部設(shè)計(jì)了與水平方向成α角(28° < α <32° )且朝向旋風(fēng)分離器10的斜向下式四級(jí)充氣點(diǎn)9，這種結(jié)構(gòu)有三個(gè)作用:一方面起到減弱頂部顆粒團(tuán)聚的作用，一方面盡量降低向下充氣產(chǎn)生的顆粒及氣體動(dòng)能的損失，最后為顆粒向旋風(fēng)分離器10運(yùn)動(dòng)增加助力。氣固分離系統(tǒng)由旋風(fēng)分離器10構(gòu)成，由于顆粒的快速渦旋運(yùn)動(dòng)，旋風(fēng)分離器10磨損嚴(yán)重，材料選用鋼板以增加使用壽命。返料系統(tǒng)由下料料管11和J閥返料器12構(gòu)成。下料料管11和J閥返料器12的材料是有機(jī)玻璃，以便觀(guān)察其內(nèi)的顆粒流動(dòng)特征。測(cè)試系統(tǒng)主要對(duì)壓力、溫度、氣體流量進(jìn)行測(cè)量。其中壓力、溫度和氣體流量的測(cè)量分別是通過(guò)壓力傳感器2、轉(zhuǎn)子質(zhì)量流量計(jì)4和溫度傳感器3實(shí)現(xiàn)的，并且通過(guò)各自的變送模塊與工控機(jī)(圖中沒(méi)示出)相連，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)顯示。此外，通過(guò)控制手·動(dòng)閥15來(lái)獲得需要的氣體流量。
該本發(fā)明裝置的工作過(guò)程:
首先，將一定量的固體床料加入下料料管11和J閥返料器12中。打開(kāi)空壓機(jī)14，打開(kāi)手動(dòng)閥15，一路壓縮空氣通過(guò)進(jìn)氣管道和布風(fēng)板6進(jìn)入提升管8內(nèi)，一部分氣體通過(guò)進(jìn)氣管道進(jìn)入J閥返料器12底部。打開(kāi)空壓機(jī)1，待在提升管上安裝的壓力傳感器監(jiān)測(cè)提升管內(nèi)壓降達(dá)到一定指標(biāo)時(shí)，調(diào)節(jié)四個(gè)充氣點(diǎn)前的手動(dòng)閥15，四路壓縮空氣分別通過(guò)進(jìn)氣管道進(jìn)入提升管8。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，通過(guò)各個(gè)壓力測(cè)量點(diǎn)的壓力，得到提升管8內(nèi)的固體床料分布情況，然后通過(guò)計(jì)算分析調(diào)整兩空壓機(jī)1、14氣量來(lái)實(shí)現(xiàn)所需工況，并通過(guò)觀(guān)察提升管8內(nèi)的流動(dòng)情況，對(duì)使用B類(lèi)顆粒的高密度循環(huán)流化床內(nèi)兩相流流動(dòng)特點(diǎn)和機(jī)理進(jìn)行分析總結(jié)。
權(quán)利要求
1.一種四點(diǎn)充氣結(jié)構(gòu)使用B類(lèi)顆粒的高密度循環(huán)流化床裝置，旋風(fēng)分離器上端為出口，下端沿中軸線(xiàn)固接下料料管，下料料管底端為J閥返料器，提升管與旋風(fēng)分離器、下料料管平行垂直設(shè)置；提升管上端為強(qiáng)約束出口結(jié)構(gòu)，經(jīng)水平管道與旋風(fēng)分離器上部側(cè)壁固接，并內(nèi)腔相通連，提升管下端經(jīng)斜向管道與J閥返料器側(cè)壁固接，并內(nèi)腔相通連；提升管底端有布風(fēng)板；其特征在于， 在提升管下部側(cè)壁上設(shè)有三個(gè)不對(duì)稱(chēng)分布的充氣點(diǎn):一級(jí)充氣點(diǎn)在最下方，位于斜向管道在提升管側(cè)的出口上方相對(duì)的外側(cè)壁上，三級(jí)充氣點(diǎn)位于提升管外側(cè)側(cè)壁上，距下端四分之一處，二級(jí)充氣點(diǎn)在提升管內(nèi)側(cè)側(cè)壁上，垂直向位于一級(jí)、三級(jí)充氣點(diǎn)之間； 在提升管上端頂壁設(shè)有四級(jí)充氣點(diǎn)； 兩空壓機(jī)，第一空壓機(jī)的輸出口經(jīng)多根管道分別與一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)、四級(jí)充氣點(diǎn)相連通，每根管道中設(shè)有一手動(dòng)閥；第二空壓機(jī)的輸出口經(jīng)兩根管道分別與提升管底端的布風(fēng)板、下料料管底端的J閥返料器相通連，每根管道中設(shè)有一手動(dòng)閥； 測(cè)試系統(tǒng)包括多個(gè)壓力傳感器、多個(gè)溫度傳感器、多個(gè)質(zhì)量流量計(jì)，壓力傳感器、溫度傳感器、質(zhì)量流量計(jì)分別設(shè)于側(cè)壁、管道上，并通過(guò)各自的變送模塊與工控機(jī)電連接。
2.如權(quán)利要求1所述的高密度循環(huán)流化床裝置，其特征在于，所述一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)、四級(jí)充氣點(diǎn)，其中，一級(jí)充氣點(diǎn)的充嘴斜向上設(shè)置，與水平方向成ω角，58° < ω <62° ;二級(jí)、三級(jí)、四級(jí)充氣點(diǎn)的充嘴斜向下設(shè)置；二級(jí)充氣點(diǎn)充嘴與水平方向成β角，43° < β<46° ;三級(jí)充氣點(diǎn)充嘴與水平方向成Θ角，28° < Θ <32° ;四級(jí)充氣點(diǎn)充嘴與水平方向成 α 角，28° < α < 32。。
3.如權(quán)利要求1所述的高密度循環(huán)流化床裝置，其特征在于，所述提升管下端的斜向管道，在提升管側(cè)的出口高于J閥返料器側(cè)的入口。
4.如權(quán)利要求1所述的高密度循環(huán)流化床裝置，其特征在于，所述提升管、下料料管、J閥返料器，是有機(jī)玻璃材料制作，旋風(fēng)分離器、布風(fēng)板為鋼材制作；布風(fēng)板上設(shè)有均勻分布的多個(gè)風(fēng)孔，風(fēng)孔孔徑為8mm < Φ < 10mm。
5.如權(quán)利要求1所述的高密度循環(huán)流化床裝置，其特征在于，工作過(guò)程如下: a)首先，將固體床料加入下料料管、J閥返料器中，打開(kāi)第二空壓機(jī)； b)打開(kāi)手動(dòng)閥，一路壓縮空氣通過(guò)進(jìn)氣管道和布風(fēng)板進(jìn)入提升管內(nèi)，一部分氣體通過(guò)進(jìn)氣管道進(jìn)入J閥返料器底部； c)打開(kāi)第一空壓機(jī)，待在提升管上安裝的壓力傳感器監(jiān)測(cè)提升管內(nèi)的總壓降達(dá)到一定指標(biāo)AP-時(shí)，調(diào)節(jié)四個(gè)充氣點(diǎn)前的手動(dòng)閥，使四路壓縮空氣分別通過(guò)進(jìn)氣管道進(jìn)入提升管； d)通過(guò)各個(gè)壓力測(cè)量點(diǎn)的壓力，計(jì)算得到提升管內(nèi)固體床料分布情況，然后通過(guò)計(jì)算分析調(diào)整兩空壓機(jī)氣量來(lái)實(shí)現(xiàn)所需工況； e)同時(shí)通過(guò)觀(guān)察提升管內(nèi)的流動(dòng)情況，對(duì)使用B類(lèi)顆粒的高密度循環(huán)流化床內(nèi)兩相流流動(dòng)特點(diǎn)和機(jī)理進(jìn)行分析總結(jié)。
6.如權(quán)利要求5所述的高密度循環(huán)流化床裝置，其特征在于，所述c)步中一定指標(biāo)ΔΡ_,由公式ΔΡ = esppgAh確定,其中ΔΡ是壓降、ε s是固體顆粒在床內(nèi)的平均體積分率、P P是顆粒密度、g是重力加速度、△ h是高度，按照高密度循環(huán)流化床的定義，當(dāng)ε s=10%時(shí)，提升管內(nèi)的氣固流動(dòng)達(dá)到高密度循環(huán)流化床的要求，以估算出這個(gè)條件下的提升管總壓降A(chǔ)Pt otal， 取 APope = 0.5 Λ Ptotal。
7.如權(quán)利要求5所述的高密度循環(huán)流化床裝置，其特征在于，所述d)步中實(shí)現(xiàn)所需工況，為調(diào)整各個(gè)充氣點(diǎn)的充氣量，監(jiān)測(cè)各個(gè)壓力測(cè)點(diǎn)的壓降值，達(dá)到如下標(biāo)準(zhǔn)時(shí)即實(shí)現(xiàn)了所需的工況: 1)由公式es=PpgAP/Ah計(jì)算得到固體顆粒在床內(nèi)的平均體積分率達(dá)到10% ; 2)充氣點(diǎn)7和充氣點(diǎn)5之間的壓降記為ΛΡ5_7，滿(mǎn)足范圍:0.15APt(rtal < ΔΡ5_7<0.4 APtotal5 3)由公式Gs= P PAspmHspuyAft，其中，Gs為固體通量、Aspur為下料管的面積、Hspur為測(cè)量高度、Af為提升管的面積、 t為測(cè)量時(shí)間，計(jì)算得到的Gs > 200 kg/(m2.s)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種四點(diǎn)充氣結(jié)構(gòu)使用B類(lèi)顆粒的高密度循環(huán)流化床裝置，涉及清潔能源技術(shù)，實(shí)驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)包括供氣系統(tǒng)、主床系統(tǒng)、氣固分離系統(tǒng)、返料系統(tǒng)。供氣系統(tǒng)主要由空壓機(jī)提供。主床系統(tǒng)由布風(fēng)板與提升管構(gòu)成。氣固分離系統(tǒng)由旋風(fēng)分離器構(gòu)成。返料系統(tǒng)由料腿和J-閥返料器組成。在提升管的底部不對(duì)稱(chēng)分布三個(gè)充氣點(diǎn)、在提升管頂部出口處布置一個(gè)充氣點(diǎn)?？捎糜谑褂肂類(lèi)顆粒的高密度循環(huán)流化床的流域特性分析和機(jī)理研究。通過(guò)調(diào)節(jié)充氣點(diǎn)氣量，使管內(nèi)B類(lèi)顆粒的流動(dòng)更加均勻。本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便?？梢暂^好的解決高密度循環(huán)流化床提升管底部顆粒濃度較高，顆粒流動(dòng)不均勻；及使用強(qiáng)約束出口的提升管頂部顆粒聚團(tuán)，顆粒流動(dòng)不均勻的問(wèn)題。
文檔編號(hào)C10J3/56GK103184076SQ201110445918
公開(kāi)日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者王雪瑤, 徐祥, 肖云漢 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所