循环流化床煤气化炉关键部件试验研究
发布时间：2021-10-05 13:58
返料装置及布风装置是循环流化床煤气化炉的关键部件,对循环流化床煤气化炉的运行性能具有重要影响。目前,循环流化床煤气化技术向着大型化、加压循环的方向发展,对返料装置及布风装置的运行提出更高的适用要求。常规返料装置存在着加压条件下抗逆压差不足,返料器底部存在流动死区,易导致返料器内窜气结渣等问题。风管、风帽等常规布风形式存在着炉膛底渣含碳量较高,加压条件下布风阻力大等问题。因此,如何优化返料及布风装置结构设计,解决上述问题,对提高循环流化床煤气化炉运行稳定性、提高煤气化反应的碳转化率具有重要意义。本文分别搭建基于返料及布风装置的循环流化床煤气化冷态试验台,设计新型的返料及布风结构,开展冷态试验,研究了在不同运行参数下,U阀返料器上升段结构、下降段倾斜度、水平段长度及布风形式对返料器的循环流率、抗逆压差性能、流动死区等运行性能的影响规律;研究了喷嘴结构、变径结构及分级配风形式对锥形布风装置粒径分选性能、循环回路压力分布规律的影响。旨在开发兼备高循环流率与高抗逆压差,避免流动死区的新型返料技术;开发运行稳定、布风阻力小,可实现粒径分选性能,以期降低底渣含碳量的新型布风技术。返料装置研究结果表明...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所)北京市
【文章页数】：102 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
U阀返料器示意图[18]
第1章绪论3图1.1U阀返料器示意图[18]Figure1.1Schematicdiagramofloopseal1.2.1.2运行参数对返料器性能影响规律针对U阀返料器运行性能，国内外学者已进行一系列研究。近年来，在运行参数方面，大量文献[19,20]研究了返料器充气形式、压力、床料量等对返料器运行特性的影响规律。Bareschino等[21]利用不同浓度的CO2标记松动风与返料风，测量U阀返料器物料进出口处（即立管中物料与气体的交界面）气相的CO2含量，根据元素守恒获得松动风与返料风的最终流向。结果表明，物料进口处逸出的气体几乎全部来自松动风，而物料出口处包含松动风与返料风；并根据该实验结果，总结出考虑了“逃逸”损失的松动风风量计算公式。Armatsombat和Chinsuwan[20]研究了松动风与流化风，松动风、流化风与侧吹风，流化风与侧吹风三种布风形式对U阀返料器运行性能的影响规律，其布风形式示意图如图1.2所示。结果表明：具有侧吹风的返料器可提供更高的循环流率，循环流率对侧吹风风速更敏感；具有侧吹风的返料器适用于高循环流率的运行工况；只有底部布风的返料器适用于循环流率比较稳定的运行工况。图1.2返料器布风形式示意图[20]Figure1.2Schematicdiagramofloopsealaeration
循环流化床煤气化炉关键部件试验研究6在相同炉膛风速下，颗粒类型对单位体积的循环物料量、返料器的运行特性影响较校图1.5“倾斜型”返料器示意图[32]Figure1.5Schematicdiagramof"inclinedtype"loopseal王雪瑶等人[33]针对常规直角形返料器边角处存在局部流动死区、布风不均匀的问题，设计了一种新型的使用B类颗粒的高密度循环流化床圆弧形U阀返料器，在圆弧形布风板的底部与侧面增加了三股风，降低了在U阀返料器内出现结焦的风险，其结构如图1.6所示。图1.6弧形布风板U阀示意图[33]Figure1.6Schematicdiagramoftheloopsealwitharcairdistributionplate
【参考文献】：
期刊论文
[1]上升段结构参数对流动密封阀运行特性的影响[J]. 苏鹏翼,董鹏飞,王小芳,邓朝阳,朱治平. 中国粉体技术. 2020(03)
[2]非均匀布风流化床内大颗粒停留时间特性[J]. 田凤国,朱田,孔德正,雷鸣. 化工学报. 2020(04)
[3]非均匀布风内循环流化床中气泡特性的可视化研究[J]. 刘典福,孙雍春,周超群. 动力工程学报. 2019(01)
[4]加压多段循环流化床固体颗粒浓度分布特性[J]. 冯荣涛,李俊国,房倚天,巴忠仁,焦卫红,刘涛,詹海娟. 东南大学学报(自然科学版). 2018(06)
[5]催化裂化再生器树枝状气体分布器射流作用区的床层压力脉动特性[J]. 石睿捷,马玲,王创博,严超宇. 石油炼制与化工. 2018(08)
[6]循环流化床全回路气固流动动态模型及分析[J]. 单露,张缦,张翼,吕俊复,陈振龙,杨海瑞. 中国电机工程学报. 2017(S1)
[7]加压循环流化床气固流动特性冷态试验[J]. 刘志成,李鹏,朱治平. 中国粉体技术. 2017(03)
[8]内旋流流化床内颗粒流动特性的数值模拟研究[J]. 刘典福,张保,孙大玮. 能源研究与利用. 2016(05)
[9]背压对U阀排料特性的影响[J]. 焦方冉,李洪钟,朱庆山. 过程工程学报. 2016(04)
[10]双循环流化床颗粒流率实验研究及模型预测[J]. 于伟锋. 锅炉技术. 2016(01)
博士论文
[1]循环流化床预热气化工艺试验研究[D]. 梁晨.中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所) 2019
[2]循环流化床油页岩末低温热解工艺及关键部件试验研究[D]. 蒋海波.中国科学院研究生院(工程热物理研究所) 2016
[3]循环流化床双床煤气化工艺试验研究[D]. 于旷世.中国科学院研究生院（工程热物理研究所） 2012
[4]双流化床中煤热解—气化工艺试验研究[D]. 刘琦.中国科学院研究生院（工程热物理研究所） 2009
硕士论文
[1]恩德粉煤气化炉炉内气固两相流动特性研究[D]. 高禄山.哈尔滨工业大学 2018
[2]恩德粉煤气化炉炉内流动特性研究[D]. 张佳.哈尔滨工业大学 2017
[3]加压循环流化床冷态试验研究[D]. 李鹏.中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所) 2017
[4]布风结构对喷动流化床两相流流动特性的影响研究[D]. 霍培栋.浙江工业大学 2016
[5]大型循环流化床风帽阻力特性和布风板布风均匀性研究[D]. 范金龙.中国科学院研究生院(工程热物理研究所) 2015
[6]高密度循环流化床返料装置几何特征参数的试验研究[D]. 张润元.太原理工大学 2015
[7]布风板结构对煤气化流化床流动特性的影响研究[D]. 朱沈瑾.浙江工业大学 2015
[8]循环流化床返料器冷态试验研究[D]. 王月.中国科学院研究生院（工程热物理研究所） 2014
[9]高固体通量气动分配阀实验研究[D]. 王光磊.中国科学院研究生院（工程热物理研究所） 2014
[10]锥形布风板双流化床颗粒循环流率实验及模型预测研究[D]. 张志才.华北电力大学 2014
本文编号：3419884
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所)北京市
【文章页数】：102 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
U阀返料器示意图[18]
第1章绪论3图1.1U阀返料器示意图[18]Figure1.1Schematicdiagramofloopseal1.2.1.2运行参数对返料器性能影响规律针对U阀返料器运行性能，国内外学者已进行一系列研究。近年来，在运行参数方面，大量文献[19,20]研究了返料器充气形式、压力、床料量等对返料器运行特性的影响规律。Bareschino等[21]利用不同浓度的CO2标记松动风与返料风，测量U阀返料器物料进出口处（即立管中物料与气体的交界面）气相的CO2含量，根据元素守恒获得松动风与返料风的最终流向。结果表明，物料进口处逸出的气体几乎全部来自松动风，而物料出口处包含松动风与返料风；并根据该实验结果，总结出考虑了“逃逸”损失的松动风风量计算公式。Armatsombat和Chinsuwan[20]研究了松动风与流化风，松动风、流化风与侧吹风，流化风与侧吹风三种布风形式对U阀返料器运行性能的影响规律，其布风形式示意图如图1.2所示。结果表明：具有侧吹风的返料器可提供更高的循环流率，循环流率对侧吹风风速更敏感；具有侧吹风的返料器适用于高循环流率的运行工况；只有底部布风的返料器适用于循环流率比较稳定的运行工况。图1.2返料器布风形式示意图[20]Figure1.2Schematicdiagramofloopsealaeration
循环流化床煤气化炉关键部件试验研究6在相同炉膛风速下，颗粒类型对单位体积的循环物料量、返料器的运行特性影响较校图1.5“倾斜型”返料器示意图[32]Figure1.5Schematicdiagramof"inclinedtype"loopseal王雪瑶等人[33]针对常规直角形返料器边角处存在局部流动死区、布风不均匀的问题，设计了一种新型的使用B类颗粒的高密度循环流化床圆弧形U阀返料器，在圆弧形布风板的底部与侧面增加了三股风，降低了在U阀返料器内出现结焦的风险，其结构如图1.6所示。图1.6弧形布风板U阀示意图[33]Figure1.6Schematicdiagramoftheloopsealwitharcairdistributionplate
【参考文献】：
期刊论文
[1]上升段结构参数对流动密封阀运行特性的影响[J]. 苏鹏翼,董鹏飞,王小芳,邓朝阳,朱治平. 中国粉体技术. 2020(03)
[2]非均匀布风流化床内大颗粒停留时间特性[J]. 田凤国,朱田,孔德正,雷鸣. 化工学报. 2020(04)
[3]非均匀布风内循环流化床中气泡特性的可视化研究[J]. 刘典福,孙雍春,周超群. 动力工程学报. 2019(01)
[4]加压多段循环流化床固体颗粒浓度分布特性[J]. 冯荣涛,李俊国,房倚天,巴忠仁,焦卫红,刘涛,詹海娟. 东南大学学报(自然科学版). 2018(06)
[5]催化裂化再生器树枝状气体分布器射流作用区的床层压力脉动特性[J]. 石睿捷,马玲,王创博,严超宇. 石油炼制与化工. 2018(08)
[6]循环流化床全回路气固流动动态模型及分析[J]. 单露,张缦,张翼,吕俊复,陈振龙,杨海瑞. 中国电机工程学报. 2017(S1)
[7]加压循环流化床气固流动特性冷态试验[J]. 刘志成,李鹏,朱治平. 中国粉体技术. 2017(03)
[8]内旋流流化床内颗粒流动特性的数值模拟研究[J]. 刘典福,张保,孙大玮. 能源研究与利用. 2016(05)
[9]背压对U阀排料特性的影响[J]. 焦方冉,李洪钟,朱庆山. 过程工程学报. 2016(04)
[10]双循环流化床颗粒流率实验研究及模型预测[J]. 于伟锋. 锅炉技术. 2016(01)
博士论文
[1]循环流化床预热气化工艺试验研究[D]. 梁晨.中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所) 2019
[2]循环流化床油页岩末低温热解工艺及关键部件试验研究[D]. 蒋海波.中国科学院研究生院(工程热物理研究所) 2016
[3]循环流化床双床煤气化工艺试验研究[D]. 于旷世.中国科学院研究生院（工程热物理研究所） 2012
[4]双流化床中煤热解—气化工艺试验研究[D]. 刘琦.中国科学院研究生院（工程热物理研究所） 2009
硕士论文
[1]恩德粉煤气化炉炉内气固两相流动特性研究[D]. 高禄山.哈尔滨工业大学 2018
[2]恩德粉煤气化炉炉内流动特性研究[D]. 张佳.哈尔滨工业大学 2017
[3]加压循环流化床冷态试验研究[D]. 李鹏.中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所) 2017
[4]布风结构对喷动流化床两相流流动特性的影响研究[D]. 霍培栋.浙江工业大学 2016
[5]大型循环流化床风帽阻力特性和布风板布风均匀性研究[D]. 范金龙.中国科学院研究生院(工程热物理研究所) 2015
[6]高密度循环流化床返料装置几何特征参数的试验研究[D]. 张润元.太原理工大学 2015
[7]布风板结构对煤气化流化床流动特性的影响研究[D]. 朱沈瑾.浙江工业大学 2015
[8]循环流化床返料器冷态试验研究[D]. 王月.中国科学院研究生院（工程热物理研究所） 2014
[9]高固体通量气动分配阀实验研究[D]. 王光磊.中国科学院研究生院（工程热物理研究所） 2014
[10]锥形布风板双流化床颗粒循环流率实验及模型预测研究[D]. 张志才.华北电力大学 2014
本文编号：3419884
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