流化床內(nèi)顆粒流動特性實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、生物質(zhì)快速熱裂解制取液體生物油是一種處理固體生物質(zhì)廢棄物的有效手段，流化床是典型反應(yīng)器之一。利用石英砂或沙子等物理性質(zhì)比較穩(wěn)定的固體小顆粒作為熱載體，在流化床內(nèi)部與生物質(zhì)顆粒在氣流作用下實(shí)現(xiàn)流態(tài)化，通過顆粒間的直接接觸傳熱，實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)顆?？焖偕郎?zé)崃呀狻Ｉ镔|(zhì)快速熱裂解過程非常復(fù)雜，流化過程中顆粒流動狀態(tài)直接決定著顆粒間的傳熱過程，而顆粒間的傳熱特性又影響著生物質(zhì)熱裂解過程，因此，研究掌握流化床內(nèi)顆粒的流動特性對生物質(zhì)在流化床內(nèi)快速熱裂

2、解機(jī)理的研究具有指導(dǎo)意義。
　　本研究設(shè)計(jì)了一套冷態(tài)透明流化床實(shí)驗(yàn)臺，模擬熱裂解過程中在氣流作用下生物質(zhì)顆粒與石英砂在床內(nèi)的混合流動。采用粒子圖像測速技術(shù)（Particle Image Velocimetry，簡稱 PIV）及高速攝影技術(shù)（High-speed photography techno1ogy）研究不同工況下顆粒的運(yùn)動特性。以石英砂為床料，利用高速攝影儀分別對粒徑為20-40目及40-60目在50mm、80mm、110

3、mm靜止床高下的流動進(jìn)行了可視化研究，獲得了粒徑及不同床高下的流態(tài)化參數(shù)對床層壓降，稀相區(qū)高度，氣泡的大小的影響規(guī)律，研究結(jié)果表明，在80mm床層高度下整體流化效果最為合適，床層壓降波動小，氣泡形成均勻，無大氣泡產(chǎn)生。
　　以20-30目粒徑的玉米秸稈粉為實(shí)驗(yàn)原料，選取石英砂與生物質(zhì)粉的混合質(zhì)量比分別為20:1、30:1、40:1，操作風(fēng)速分別為0.56m/s、0.69m/s、0.82m/s，在靜止床層高度為80mm下利用 PIV

4、技術(shù)對床內(nèi)流場進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，獲得了不同工況下速度分布，橫向速度及縱向速度分布。研究表明：（1）隨著操作風(fēng)速的提高，其橫向速度的整體增加平緩，對縱向速度影響較大，中心區(qū)顆?？v向速度增加比邊壁區(qū)更加明顯，中心區(qū)上升顆粒的數(shù)量增加。流化操作風(fēng)速為0.56m/s時(shí)，混合顆粒的速度在0.4m/s以下；操作風(fēng)速為0.69m/s時(shí)，顆粒的整體速度在0.5m/s以下；操作風(fēng)速為0.82m/s時(shí)，顆粒整體速度在0.65m/s以下。（2）石英砂與生物質(zhì)粉的