【摘要】：流化床在諸多工業(yè)生產(chǎn)過程中有著廣泛的應用。對工程中使用的流化床干燥器與反應器來說,顆粒在其內(nèi)的停留時間是一個重要參數(shù)。顆粒停留時間分布的均勻性直接影響著流化床反應器中的反應程度及生成物品質(zhì),也影響著流化床干燥器中干燥的均勻程度及產(chǎn)品的質(zhì)量。在流化床筒體內(nèi)設置內(nèi)構件可改善顆粒運動狀況、有效抑制顆粒返混,故研究內(nèi)構件流化床內(nèi)顆粒的停留時間分布具有重要意義。本文在一種內(nèi)置螺旋擋板流化床內(nèi),研究均勻顆粒及輕質(zhì)大顆粒的停留時間分布,并進一步探討內(nèi)置螺旋擋板流化床用于干燥過程時的干燥特性,為此種流化床的系列化設計及工業(yè)化應用提供實驗依據(jù)。在內(nèi)置螺旋擋板的冷態(tài)鼓泡流化床實驗臺上,采用脈沖示蹤法,通過大量重復實驗研究均勻顆粒停留時間分布規(guī)律。研究結果表明:螺旋擋板對均勻顆粒停留時間分布有著重大影響,流化床內(nèi)設置螺旋擋板后,顆粒平均停留時間減小、無量綱方差顯著減小,顆粒流動趨向于平推流。加料速率約增大為原來的2倍時,停留時間約減小為原來的50%,顆粒停留時間分布的無量綱方差也減小。床料高度增加,顆粒平均停留時間、無量綱方差均增大,顆粒運動向全混流靠近。隨著顆粒粒徑的增大,顆粒在流化床內(nèi)的停留時間變長,但粒徑對顆粒停留時間分布的離散程度影響不大。研究風速范圍內(nèi),隨流化風速增大,顆粒的平均停留時間變長,停留時間概率密度分布曲線拖尾明顯,無量綱方差增大,顆粒流動狀態(tài)遠離平推流。為研究輕質(zhì)大顆粒在內(nèi)置螺旋擋板流化床內(nèi)停留時間分布的特性,分別以小米和芝麻顆粒為示蹤顆粒,研究不同輕質(zhì)大顆粒在不同流化風速下的停留時間分布規(guī)律,并探討螺旋擋板內(nèi)構件對大顆粒停留時間分布的影響。結果表明:流化床內(nèi)設置螺旋擋板后,兩種輕質(zhì)大顆粒90%概率到達卸料口所用最小時間比無螺旋擋板時縮短約50%,螺旋擋板的存在抑制了大顆粒的返混,使其運動更趨向于平推流。尺寸較大、密度較小、薄片狀的芝麻顆粒較尺寸較小、密度較大、近球形的小米顆粒的平均停留時間更長、無量綱方差更大、在流化床內(nèi)的運動更復雜、返混更明顯。隨著流化風速的增大,兩種輕質(zhì)大顆粒的停留時間都逐漸增大;在流化風速由0.28m/s增加到0.32m/s時,兩種輕質(zhì)大顆粒的無量綱方差均增大了近1倍,但當流化風速繼續(xù)增大到0.39m/s時,無量綱方差的變化不明顯。通過在上述冷態(tài)實驗臺上加入電加熱器、并布置相應的溫濕度測點,構成內(nèi)置螺旋擋板流化床干燥特性研究實驗臺。在充分分析了該流化床干燥器內(nèi)的傳熱傳質(zhì)過程后,簡單介紹了此種連續(xù)干燥流化床內(nèi)的干燥模型,并根據(jù)質(zhì)量守恒與能量守恒定律,通過實驗測定流化空氣進出床層的含濕量差及溫差來反應流化床的干燥特性。研究表明:顆粒沿螺旋通道向卸料口運動的過程中,干燥速率逐漸減小,干燥消耗的能量也逐漸減小。流化風入口溫度越高,在前半段螺旋通道內(nèi),干燥速率越大,后半段螺旋通道內(nèi),干燥速率越小;隨流化風入口溫度升高,空氣的進出口溫差增大,干燥消耗的能量增加。在實驗流化風速范圍內(nèi),增加流化風速對干燥速率的影響不大。顆粒的初始含濕量越高,干燥速率越高,干燥消耗的能量越多。
【圖文】：

頻器８電動機９螺旋加料器１０流化床床體１１邋Ｕ型管壓力計１２卸料系統(tǒng)１３除塵布袋１４電逡逑腦Ｔ－熱電偶Ｔ，邋Ｗ－溫濕度變送器逡逑圖２－１實驗系統(tǒng)圖逡逑Ｚ１邋＇邋＞邋ｙｍｍｇｉ邋邐一．—．ｆ逡逑ｉ邋ｉ}0？媭＾邐：逡逑＇W邐逡逑圖２－２實驗現(xiàn)場圖逡逑２．１．２顆粒干燥特性實驗逡逑實驗發(fā)現(xiàn)通過加水的方法來增大玻璃微珠的濕含量，即使加很少量的水（玻璃微珠逡逑１０逡逑

：ｋ邐擠…邐＾邐９逡逑圖２－４裝有螺旋擋板及導向風帽的布風板實物圖邐圖２－５風帽詳圖逡逑２．螺旋加料器逡逑螺旋加料器主要由絞龍、絞龍?zhí)坠�、料斗、填料套管和填料壓板組成，按圖２－６設逡逑計安裝。螺旋加料器的材料采用３０４不銹鋼，法蘭與各管件之間通過焊接方式連接，不逡逑同部分之間通過法蘭進行連接。絞龍由一根３０４不銹鋼棒加工而成，總長４３０邋ｍｍ，螺逡逑旋直徑１６邋ｍｍ，螺距１６ｍｍ，軸直徑８邋ｍｍ，螺旋厚度為２邋ｍｍ。絞龍右端通過聯(lián)軸器與逡逑１３逡逑
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TQ051.13

【參考文獻】

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本文編號：2666127