噴動(dòng)床技術(shù)作為流態(tài)化的一個(gè)重要分支,應(yīng)用領(lǐng)域已從最初的用于處理粗大窄篩分顆粒的過程逐漸演變?yōu)楦稍铩⑼繉�、造粒、制藥、化學(xué)反應(yīng)、煤氣化、熱解、煙氣脫硫、催化聚合等許多的方面。隨著噴動(dòng)床技術(shù)的研究越來越深入,許多的研究人員提出了不同類型的噴動(dòng)床,如多噴頭噴動(dòng)床、噴動(dòng)-流化床、導(dǎo)向管噴動(dòng)床和內(nèi)循環(huán)噴動(dòng)床。傳統(tǒng)的噴動(dòng)床存在內(nèi)外分層流動(dòng)、缺少橫向混合、顆粒堆積與流動(dòng)死區(qū)、團(tuán)聚現(xiàn)象,對(duì)床體結(jié)構(gòu)的傳熱傳質(zhì)產(chǎn)生不利的影響,因此為了解決這一問題,結(jié)合噴動(dòng)床與流化床的優(yōu)點(diǎn)并克服了各自的不足,本文提出了一種三維多噴嘴噴動(dòng)-流化床結(jié)構(gòu),這一床體結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于不需要旁路供氣輔助設(shè)備的情況下,減少了噴動(dòng)床內(nèi)環(huán)隙區(qū)顆粒堆積及流動(dòng)死區(qū),有效強(qiáng)化了氣固兩相之間的傳質(zhì)傳熱過程。本文針對(duì)三維多噴嘴噴動(dòng)-流化床開展了實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬研究,通過在床體柱錐側(cè)設(shè)計(jì)三維空間分布的圓孔型側(cè)噴嘴,形成了三維整體式多噴嘴噴動(dòng)-流化床。相比于二維模型能夠更加真實(shí)反應(yīng)噴動(dòng)床反應(yīng)器噴動(dòng)規(guī)律和操作性能,從而為工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用提供必要的參考。論文的研究內(nèi)容總結(jié)如下:（1）實(shí)驗(yàn)采用粒子圖像測速技術(shù)（PIV）研究了靜床層高度、顆粒直徑對(duì)多噴嘴噴動(dòng)-流化床內(nèi)顆... 

【文章來源】：西北大學(xué)陜西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：103 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

噴霧干燥法半干法煙氣脫硫系統(tǒng)流程圖

西北大學(xué)碩士學(xué)位論文2造，但又與流化床有著明顯的不同，尤其體現(xiàn)在顆粒的流化形態(tài)上，流化床中的顆粒處于一種無規(guī)律分布的流化狀態(tài)，噴動(dòng)床內(nèi)大顆粒的氣固接觸效率相對(duì)較高，操作壓降較校1.2.1噴動(dòng)床強(qiáng)化技術(shù)分類傳統(tǒng)噴動(dòng)床為柱形或柱錐型的容器，氣體從最底端中心的入口以射流的形式垂直進(jìn)入，氣體的速度超過臨界速度之后，床層內(nèi)顆粒被迅速向上帶動(dòng)在床體軸中心處形成了向上的噴泉形狀，在噴泉區(qū)的周圍形成了一個(gè)密集的向下移動(dòng)的床層，為環(huán)隙區(qū)。顆粒向上運(yùn)動(dòng)到達(dá)床層界面后形成噴泉，然后下落到床層的環(huán)隙區(qū)，隨著床層的向下移動(dòng)再重新進(jìn)入到噴射區(qū)，從而形成顆粒的循環(huán)運(yùn)動(dòng)。噴動(dòng)床的基本結(jié)構(gòu)形式和氣體顆粒的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如圖1-2所示。在噴動(dòng)床內(nèi)顆粒運(yùn)動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定噴動(dòng)時(shí)，形成了明顯的三區(qū)流動(dòng)形態(tài)即稀相的噴射區(qū)、噴泉區(qū)、環(huán)隙區(qū)[26-27]。傳統(tǒng)噴動(dòng)床在工業(yè)應(yīng)用方面受到很多因素的影響，床體內(nèi)壓差較大，物料的生產(chǎn)能力及床體結(jié)構(gòu)的放大設(shè)計(jì)有限。為了克服噴動(dòng)床應(yīng)用上的一些局限性，研究者們結(jié)合了噴動(dòng)床與流化床的優(yōu)點(diǎn)，提出了許多新的不同結(jié)構(gòu)形式改進(jìn)的噴動(dòng)床。比如：多噴頭噴動(dòng)床[28-29]，導(dǎo)向管噴動(dòng)床[30-32]，噴動(dòng)-流化床[33]，內(nèi)循環(huán)噴動(dòng)床[34]，機(jī)械噴動(dòng)床[35]，狹縫矩形噴動(dòng)床[36]和多組紐帶旋流發(fā)生器[37]等，下面是各種噴動(dòng)床的簡單介紹。圖1-2傳統(tǒng)噴動(dòng)床及三區(qū)流動(dòng)示意圖（1）多噴頭噴動(dòng)床傳統(tǒng)噴動(dòng)床的入口只有一個(gè)主噴嘴，多噴頭噴動(dòng)床即在傳統(tǒng)噴動(dòng)床的底部設(shè)置多個(gè)流體進(jìn)入的噴嘴，從而增加了流體的流量形成了多噴頭噴動(dòng)床，如圖1-3所示[28]。氣體的入口流量隨著噴嘴數(shù)目的增多呈現(xiàn)出線性增長，在實(shí)際的工業(yè)應(yīng)用中，在處理

第一章緒論3較多物料顆粒的同時(shí)需要的入口氣體流量也就越大。由于在單個(gè)噴動(dòng)床內(nèi)入口氣體無法很好的流化環(huán)隙區(qū)顆粒的堆積及流動(dòng)死區(qū)，造成該區(qū)域內(nèi)顆粒的停留時(shí)間較長，熱量損失較為嚴(yán)重，噴動(dòng)床結(jié)構(gòu)存在諸多的局限性[38]，不能準(zhǔn)確地測量到床層內(nèi)顆粒與氣體的流動(dòng)特性，因此設(shè)計(jì)了多個(gè)噴頭噴動(dòng)床能有效提高了噴動(dòng)床流動(dòng)效率。噴嘴與噴嘴間的距離的大小也是影響噴動(dòng)床內(nèi)流體流動(dòng)的因素之一，這一發(fā)現(xiàn)是由F.S[39]等人通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證得出的。M.D[40]等人實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證得出了噴動(dòng)床噴嘴處氣體流動(dòng)的最小氣速與物料的特性有關(guān)，與噴嘴的數(shù)量無關(guān)。P.K[41]等人以氧化鋯和氧化鋁為床料，氬氣和氮?dú)鉃檫M(jìn)口噴動(dòng)氣體。在300℃以下的溫度范圍內(nèi)，以不同的升溫速率對(duì)不同的表觀氣速進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，觀察到不同傳熱程度下氣體密度和粘度的顯著變化，從而影響動(dòng)量擴(kuò)散率和氣粒相互作用，進(jìn)而導(dǎo)致局部壓力波動(dòng)，導(dǎo)致床的行為不同。圖1-3多噴頭噴動(dòng)床[28]圖1-4帶導(dǎo)流管噴動(dòng)床[42]圖1-5噴動(dòng)-流化床[42]（2）導(dǎo)向管噴動(dòng)床導(dǎo)向管噴動(dòng)床是傳統(tǒng)噴動(dòng)床的一種改進(jìn)形式，如圖1-4所示[42]，導(dǎo)向管的種類主要有以下幾種：滲透管式、插入式和復(fù)合管式等。通過在傳統(tǒng)噴動(dòng)床中加入一段特定高度的導(dǎo)管，導(dǎo)向管的引入在極大程度上減少了環(huán)隙區(qū)與噴射區(qū)之間的交叉運(yùn)動(dòng)[30]，床層內(nèi)壓降顯著降低，物料所需的入口氣體流量減少，氣體的停留時(shí)間增加，氣固兩相流動(dòng)更具有均勻性[43]。Y.S[44]等人通過歐拉-拉格朗日耦合計(jì)算得出，引入導(dǎo)流管在一定程度上加大了氣相與顆粒相的運(yùn)動(dòng)速度，床體內(nèi)整體的循環(huán)量下降。W.G[45]等人研究以平均粒徑為150um的空心微珠為原料，以高速空氣射流作為噴動(dòng)氣體，在半圓柱形吸聲噴動(dòng)-流化床中代替超細(xì)粉體團(tuán)聚，分析壓降-速度曲?

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3091560