粘性颗粒聚团流态化实验与理论研究,周涛.pdf

摘 要 在流化床中考察了不同种类粘性颗粒的流化性能，发现不同的粘性颗粒，由 于颗粒的物理性质和表面性质的差异，达到完全流化的气速不同 在低表观气速 此〔气速远远大于按粘性颗粒直径计算的最小流化速度)下，粘性颗粒在流化床 中易形成活塞或沟流。随表观气速增加，床内鼓泡加剧，沟流或活塞消失，但床 内局部可能形成死区.随表观气速的进一步加大，床内鼓泡剧烈，死区消失，虽 然聚团大小从上到下有一个分布，但整个床内的平均聚团尺寸变小，粘性颗粒以 聚团的形式平稳流化。因此增大表观气速有利于粘性颗粒流态化，但是表观气速 过高，物料扬析损失严重.对不同床径的流态化实验可知，小床和大床之间存在 放大效应。 不同粒径的同种物料的流态化实验表明，颗粒粒径对流化性能有较大影响， 粘性颗粒粒径越小，颗粒间粘附力越大，其流化性能越差。 粘性颗粒中添加颗粒实验表明，在粘性颗粒中添加合适的粗颗粒，能够降低 颗粒间的粘附力，改善其流化性能.利用流态化聚团准数Ael可计算使粘性颗粒 流化的添加颗粒量，这为工业化应用提供了依据. (A过对不同颗粒的聚团密度的测量，我们得到了初步的实验结果:(1)聚 团密度基本不随聚团直径变化。(2)如果计算时无聚团密度测量值，可按如 下方法近似:对结合较紧密的聚团，聚团密度取压实密度的0.85倍;对结合较 松散的聚团，聚团密度取松堆密度的I.巧倍. 对一个聚团体和周围小聚团或颗粒的吸附与脱落的分析，提出了自然聚团准 数A‘和流态化聚团准数Aef.根据自然聚团准数Ae和流态化聚团准数Aef, 可判断颗粒的流化性能，即自然聚团准数Ae和流态化聚团准数Aef越大，流化 性能越差.若流态化聚团准数Aef_40000，该粘性颗粒能很好流化.通过调节流 态化聚团准数Aef的大小，即调节颗粒间粘附力的大小或流体速度大小，可改善 粘性颗粒聚团流态化的流化性能。 根据流化床中聚团碰撞时聚团所受力的分析，提出了力平衡模型，并对模型 中的参数进行了估算.计算中发现，参数估算是非常重要的.参数估算不准确将 直接导致计算结果的不准确。据此模型计算了几种粘性颗粒在流化床中形成的聚 团大小，计算结果与实测的聚团大小较接近.与其他研究者的模型比较，发现我 们模型的计算结果更接近于}ZM}1研 通过对力平衡模型的分析，得到了聚团或颗粒团聚与破碎的准则，并进一步 分析了聚团团聚与破碎的可能性.在粘性颗粒流化床中，不同大小的聚团相互碰 撞，是分离、破碎或是团聚，取决于粘性颗粒的物性 (如颗粒密度、粘性、大小 等)、操作条件 (如表观气速〕及相互碰撞的聚团大小之比。实验与理论分析均 表明，高 ，低颗粒粘性，以及聚团与聚团之间的碰撞对粘性颗粒聚团流 态化比较 此，对给定的粘性颗粒，其流态化应尽量选用高表观气速、密 度较大的 及通过外力场或在粘性颗粒中添加合适的颗粒以降低其粘性， 使粘性颗粒能正“常”态“耳少- ABSTRACT Thebehaviorofdifferentkindsofcohesiveparticleswasinvestigatedinafluidized bed,anditwasfoundthatthesuperficialgasvelocityrequiredforfluidizationwas differentfordifferentkindsofcohesiveparticles,duetothediversityinthephysical andsurficialproperties.Generally,underlowsuperficialgasvelocity(thisvelocitywas rathergreaterthantheminimumfluidizedvelociytcalculatedwiththediameterof cohesiveparticles),slugsandchannelswereformedfirstlyinafluidizedbedof cohesiveparticles.Withincreasingthesuperficialgasvelocity,slugsandchannels vanished,butthereexistedade-fluidizedzone.Whenthesuperficialgasvelocity increasedto