用于電石生產(chǎn)新型反應(yīng)器的開發(fā)及流動性能研究.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國對電石的需求越來越大，然而傳統(tǒng)的電石生產(chǎn)工藝和設(shè)備耗能極大且產(chǎn)量較低，我國貧油富煤的基本能源結(jié)構(gòu)，鑒于此，探索新型反應(yīng)器對煤液化制取電石將成為解決我國能源短缺的一條重要途徑。根據(jù)劉振宇等人提出的電石生產(chǎn)新工藝，本文構(gòu)想了淤漿鼓泡床反應(yīng)器和氣流床反應(yīng)器兩種反應(yīng)器進行研究，為下一步的開發(fā)提供基礎(chǔ)依據(jù)和參考。
　　 首先，以空氣為氣相、自來水為液相、氯化聚氯乙烯(CPVC)顆粒為固相在床高為1500mm、床

2、徑為150mm的淤漿鼓泡床反應(yīng)器內(nèi)進行了冷模實驗。其中，自來水代替高溫下液態(tài)CaC2，CPVC顆粒代替CaO顆粒。主要研究了包括表觀氣速、靜液高度、進料量、內(nèi)構(gòu)件對諸如全床層平均氣含率、床層局部平均氣含率、大小氣泡分布和固含率軸向分布等參數(shù)的影響。結(jié)果表明:
　　 (1)全床層平均氣含率隨表觀氣速的增加而增加，靜液高度H=0.6m時有最大的全床層平均氣含率;當有內(nèi)構(gòu)件時，全床層平均氣含率較無內(nèi)構(gòu)件高。
　　 (2)表觀氣

3、速增加時床層局部平均氣含率隨氣速的增加而增加。對本實驗中當靜液高度H=0.8m時床層局部平均氣含率最高。對開孔率相同、孔徑不同的內(nèi)構(gòu)件，在床層較低部位處，開孔直徑越大，床層局部平均氣含率越高;有內(nèi)部構(gòu)件時床層局部平均氣含率較無內(nèi)構(gòu)件時高，固體顆粒的加入減少了局部平均氣含率。
　　 (3)在相同的表觀氣速下，對實驗中的不同的靜液高度，沿床層軸向局部平均氣含率先增加再減小，在H=0.6m處達到最大值
　　 (4)隨著表觀氣速

4、的增加，小氣泡含量逐漸增加，大氣泡含量逐漸減小;隨著靜液高度的增加，大氣泡含量均是先增大后減小;有內(nèi)構(gòu)件時床層中小氣泡含量的相對較高，內(nèi)構(gòu)件孔徑越小，小氣泡含量越高。
　　 (5)在一定范圍內(nèi)，固相含率在反應(yīng)器軸向分布隨表觀氣速增大趨于均勻。固體進料量越小，則固含率沿軸向分布越均勻;固體進料量越大，則固含率沿反應(yīng)器軸向分布梯度越大。
　　 其次，在直徑為0.2m，高為1.3m的氣流床反應(yīng)器內(nèi)，以空氣為氣相，用氯化聚氯乙烯

5、來代替炭粉，磷酸鈣來代替氧化鈣粉末，在進氣速度為29.17～143.75m/s和在進料速度為0～19.83kg/h下，對床層內(nèi)壓降、局部氣速的分布和顆粒濃度的軸向及徑向分布做了實驗測定。結(jié)果表明:
　　 (1)在單相氣體流動下，床層壓降隨著噴射氣速的增大而減小;在氣固兩相情況下，床層壓降隨著噴氣速度的增大而增大，當固體顆粒進料速度增大時，床層的壓降變小。
　　 (2)床層局部氣速沿反應(yīng)器軸向的分布隨著噴氣速度的增大而減小

6、，并在軸向位置H=0.90m時局部氣速達到最小;在同一氣速下，床層局部氣速沿反應(yīng)器徑向分布隨著r/R的增加而減小，在三個區(qū)域內(nèi)其局部氣速的徑向分布都很均勻。
　　 (3)反應(yīng)器內(nèi)不同軸向位置的固體顆粒濃度在較低氣速時，較低軸向位置的顆粒濃度分布較均勻，隨著軸向位置的增加，固體顆粒濃度在減少，當氣速Ug＞68.8m/s時，固體顆粒濃度沿軸向位置先增大后減小，且固體顆粒濃度在H=0.4m時達到最大。
　　 (4)反應(yīng)器內(nèi)固體