管內(nèi)陶瓷球與粉狀生物質(zhì)半焦顆粒流動(dòng)特性的研究.pdf

1、下降管式熱解液化裝置是國(guó)內(nèi)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的反應(yīng)器。在反應(yīng)器內(nèi)，陶瓷球作為熱載體對(duì)生物質(zhì)粉加熱，使其發(fā)生熱裂解，因此要研究下降管反應(yīng)器的熱解機(jī)理和工藝過程，必然涉及到顆粒在反應(yīng)管內(nèi)的流動(dòng)特性，本研究對(duì)陶瓷球顆粒(粒徑為1.5～2mm)、生物質(zhì)半焦顆粒(60～80目)和二者混合顆粒在豎直管內(nèi)的流動(dòng)特性和速度分布進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。 結(jié)合PIV測(cè)試系統(tǒng)的要求，設(shè)計(jì)制造了一套PIV顆粒流動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)，陶瓷球和生物質(zhì)半焦的喂料實(shí)驗(yàn)表明，漏斗形喂

2、料裝置和生物質(zhì)半焦震動(dòng)喂料器能夠?qū)崿F(xiàn)精確定量下料，實(shí)驗(yàn)可重復(fù)性強(qiáng)。 實(shí)驗(yàn)分別在抽氣和自由端兩種條件下，對(duì)豎直管內(nèi)顆粒的速度進(jìn)行了測(cè)量，并對(duì)不同抽氣量下(10m3/h.15m3/h，20m3/h.25m3/h，30m3/h，)和不同測(cè)試段的生物質(zhì)半焦和陶瓷球的速度分布進(jìn)行了測(cè)量和比較，進(jìn)而得到顆粒在管內(nèi)的速度分布曲線。 自由端時(shí)，陶瓷球和生物質(zhì)半焦在管內(nèi)的速度分布都呈現(xiàn)出中間區(qū)域大，靠近管內(nèi)壁區(qū)域速度明顯減小。而抽氣時(shí)，管

3、內(nèi)生物質(zhì)半焦中間區(qū)域的速度呈直線分布，同測(cè)試段的速度大于自由端；不同測(cè)試段生物質(zhì)半焦和混合顆粒的速度分別隨著抽氣量的增大而增加，對(duì)于陶瓷球，抽氣對(duì)其速度影響很小，但漏斗出口下端加篩網(wǎng)與不加篩網(wǎng)相比，篩網(wǎng)使得陶瓷球在管內(nèi)的速度分布更均勻。 利用Stokes顆粒沉降速度公式計(jì)算出生物質(zhì)半焦的最終沉降速度并與管內(nèi)生物質(zhì)半焦的最終速度進(jìn)行比較。下落高度h=1200mm時(shí)，分析得出一臨界抽氣量( Q=11m3/h)，抽氣量大于此臨界值時(shí)，

4、此測(cè)試段生物質(zhì)半焦的速度大于自由端時(shí)的速度，抽氣量小于此臨界值時(shí)，生物質(zhì)半焦的速度小于自由端的速度。抽氣時(shí)生物質(zhì)半焦的實(shí)測(cè)速度與管內(nèi)氣流的理論速度進(jìn)行比較，結(jié)果表明，生物質(zhì)半焦的速度取決于抽氣氣流的速度。 自由端時(shí)，生物質(zhì)半焦在管中心的速度最終穩(wěn)定在約0.8m/s，抽氣時(shí)( Q=15m3/h)約為1.2m/s?；旌项w粒中生物質(zhì)半焦的速度分布結(jié)果表明：混合顆粒的速度大于單獨(dú)生物質(zhì)半焦的速度：抽氣時(shí)混合顆粒的速度大于自由端時(shí)混合顆粒