旋直复合流化下的两相流动试验研究.pdfVIP

第23卷第6期 热 能 动 力 工 程 V01．23．No．6 OF THERMALENERGYANDPOWER 2008年11月 JOURNALENGINEERINGFOR Nov．，2008 文章编号：|001—2060(m08)∞一0620一∞ 循环流化床旋直复合流化下的两相流动试验研究 郝晓文1，马春元2，王春冰3，张立强2 (1．哈尔滨工业大学汽车工程学院，山东威海264209；2．山东大学能源与动力工程学院，山东济南250061； 3．中广核工程设计有限公司，广东深圳518124) 摘要：通过提高塔内混合和物料浓度是提高循环流化床烟 哪，内筒面积占总面积的37．9％，6片轴向旋转叶 气脱硫效率的途径。提出了旋直复合流化方式，并用PDA 片装在文丘里喉管内，叶片出口与水平方向的平均 测量系统对塔内气固两相流场进行测试，得到了文丘里喉管 夹角42．5。，旋流数1．24。塔体直径D=219toni。 安装轴向旋转叶片前后脱硫塔体内气固流动规律。结果表 明，非均匀布风的旋直复合流化方式提高塔内切向速度，塔 内的脉动强．混合好。增加了塔内颗粒浓度和内循环，而且表 现速度越高的复合流化的综合效果更好。试验结果为烟气 脱硫新工艺的结构设计及优化提供了依据。 关键词：循环流化床；复合流化；脉动速度；内循环 中图分类号：X701．3’文献标识码：A 引言 循环流化床烟气脱硫过程发生在脱硫塔内，因此 塔内气固两相流动混合特性是实现有效脱硫的重要 因素之一L卜2J。而流化床入13结构形式对床层影响 可以延伸到整个脱硫塔【3“J，所以入口结构的设计是 改善流化和?昆合状态并最终影响脱硫效率的重要途 径。另外塔内高物料浓度主要靠塔体、出口结构和外 部循环等方式实现，现有文丘里人口流化结构对循环 图1 复合流化试验台系统图 影响较小。因此改进传统文丘里直流流化方式对脱 硫装置尤其是大型脱硫装置是十分必要的。 在文丘里直流流化基础上提出了直流与旋流复 合的流化方式：文丘里喉管安装内筒，内筒和文丘里 之间安装轴向旋转叶片，形成管内外侧旋流与内简 直流复合的流化方式，内外筒的风量自动分配，属于 衰减旋流流动[5]5。这种流化方式比文献[6]的切向 旋流方式加工简单，布置容易。文献[7]研究了在相 同叶片宽度下改变叶片出口仰角和安装位置时的气 相流场规律，所以本文研究同一组旋转叶片在改变 流化速度后脱硫塔体内气固流动规律，并与直流流 化进行比较，为工业脱硫装置提供优化设计。 图2旋转叶片结构图 1 试验系统 循环流化床脱硫塔体的二维流场采用激光粒子 试验系统如图1所示，文丘里喉管直径130动态分析仪(PDA)测量，因为脱硫塔的截面为圆形， 收稿日期：2007—06—15；修订日期：2008—03一∞ 作者简介：郝晓文(1977一)，男，山东济南人，哈尔滨工业大学(威海)讲师，博士研究生 万方数据 第6期 郝晓文，等：循环流化床旋直复合流化下的两相流动试验研究 ·621· 所以采用后向接收方式。以玻璃微珠为示踪粒子， 风率分别为59％和68％，入口浓度为76．34和 密度2300 kg／m3，折射率1．5一1．55，球形度在90％55．71∥m3，因此是一种不均匀布风的流化方式。 以上。数据分析时将粒径小于5tan的颗粒作为气 2．1轴向平均速度和脉动速度分布 m／s； 相，大于5pan的颗粒作为固相。测量截面距塔主体 图3。图7中(a)、(b)的表观速度I．94 入口