粉体通气料仓内气泡特性的实验研究

发布时间：2020-03-31 07:07

【摘要】：本文以粉煤气化工艺中的关键单元操作之一——通气料仓下料为研究背景,以玻璃微珠粉体为实验模拟介质,采用高速摄像仪研究了二维通气料仓内气泡的特性,重点讨论了通气料仓内气泡生成过程,气泡运动特点以及通气对下料的影响,具体如下:通气气速增加到起始鼓泡速度时,料仓内开始出现气泡。起始鼓泡速度随粒径减小而减小,且料仓内起始鼓泡速度远小于流化床中起始鼓泡速度。气泡体积增加到气泡脱离体积时,气泡开始脱离。气泡脱离体积随粒径减小而增加。气泡脱离后上升,上升过程中气泡会呈现斜长形、倒直角梯形、帽状等形状。先后生成的上下两个气泡,下面小气泡受上面大气泡吸引而加速上升,并与大气泡发生聚并。气泡相界面受力不平衡时,气泡顶部出现颗粒流并发展为贯穿流,接着气泡发生分裂。曲率半径较大的大气泡、扁平小气泡更容易发生气泡聚并。通气可以增大颗粒流动区域。单排补气和组合补气方式下,颗粒流动区域均随通气气速的增加而增加。单排通气时,通气位置越高,颗粒流动区域越小。组合通气时,组合平均位置越高,颗粒流动区域越小。颗粒流动区域增加或减小时,颗粒下料速率也增加或减小。颗粒下料速率随通气气速增加而增加,但下料稳定性降低。
【图文】：

下料,出料口,剩余质量,煤粉

气气速较小时，气体的作用主要是减小出料口处负压力梯度，且低通气气速对细小颗粒逡逑下料过程的促进效果更加明显。Ｌｕ等ｔ２２］通过实现发现通气可以使料仓出料口附近的压逡逑力值变大，因此出料口附近负压力梯度减小，煤粉下料速率增加，如图２．１所示。Ｃｒｅｗｄｓｏｎ逡逑等［１７］在８如过１00［２３］经验关系式的基础上加入了压力梯度作用，得到了修正模型，如下：逡逑（逦，ｊ邋＾逡逑Ｗ邋＝邋ＣＰｐ邋ｇ＋－＾－逦（Ｄ０－ｋｄｐ）＾逦（２－１）逡逑ｌ邋Ｐ，ｄｒ）逡逑其中Ｃ为经验常数，１为料仓出料口的压力梯度。逡逑ｄｒ逡逑Ｃｒｅｗｄｓｏｎ借助实验数据分析后发现，修正模型相对于没有压力梯度的Ｂｅｌｖｅｒｌｏｏ经逡逑验公式能更好的预测筒仓内颗粒下料速率。逡逑而对于圆锥形料仓，重力加速度方向与气流方向不在一条直线上，此时压力梯度与逡逑两者间角度有关，因此，Ｂａｒｌｅｔｔａ对式（２－１）继续修正，得到的模型如下：逡逑ｆ逦＼／２逦「逦３／逦／

下料,速率,气量

逦第５页逡逑刘杰［２７］进行单层通气卸料研究，结果如图２．２所示。可以发现对同一层通气情况，粉体逡逑的下料速率随气量的增加而增加，而后稳定。但是继续增加气量后，粉体的下料速率反逡逑而减小。逡逑■邋Ａ逡逑？邋４０００邋…＊邋：邋0邋！逡逑＾邋ｉ邋，逦．逡逑＾邋３０００邋－逡逑Ｂ逦．．逡逑５邋２０００邋．．．邋？邋？逡逑Ｓ逦？逡逑蹈邋１０００逦？邋？逦？逦？逦■逡逑0邋．—４－逡逑０逦３逦６逦９逦１２逦１５逡逑充气量邋Ｑｆ（Ｎｍ３．ｈ—１）逡逑图２．２通气对下料速率的影响逡逑Ｆｉｇ．邋２．２邋Ｔｈｅ邋ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ邋ｏｆ邋ａｅｒａｔｉｏｎ邋ｏｎ邋ｔｈｅ邋ｄｉｓｃｈａｒｇｅ邋ｒａｔｅ逡逑Ｇｉｏｖａｎｎａ邋Ｆｅｒｒａｒｉ和Ｍａｓｓｉｍｏ邋Ｐｏｌｅｔｔｏ［２８］针对二维通气料仓内颗粒下料速率进行了详逡逑细研究，发现随着气量增加，颗粒下料速率先逐渐增加后趋于稳定，再稍微降低，如图逡逑２．３所示。作者认为气量较小时，气体起到了促进颗粒流化的作用，随气量增大颗粒下逡逑料速率也增大，但是当气速增大到颗粒的流化速度后，促进效果不再改变，颗粒下料速逡逑率也不再继续增加，而当气速过大时，，气体会引起物料间隙减小，物料堆积密度减小，逡逑因此颗粒下料速率相对减小。逡逑Ｆｅｒｒａｒｉ［２Ｓ］，Ｌｕ［２２］，Ｐａｐａｚｏｇｌｏｕ［２ｙ）也都发现了相同的结果，通气料仓存在一个最优气逡逑量
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ541

【参考文献】