【摘要】：本文以常溫循環(huán)流化床半干法煙氣脫硫與中溫循環(huán)流化床干法煙氣脫硫工藝為背景,從床結(jié)構(gòu)和操作參數(shù)兩方面對床內(nèi)氣-固兩相流場的優(yōu)化進行實驗研究。采用大孔分布射流代替通常的流化床布風板,降低了反應器氣體入口段的流動阻力,床內(nèi)流動呈懸浮床狀態(tài)。懸浮床內(nèi)顆粒濃度低以及環(huán)核流動的性質(zhì),會嚴重影響脫硫劑的利用率和脫硫效率。因此,提高懸浮床脫硫反應器內(nèi)固體顆粒的濃度,改善其中氣固分布的均勻性,具有重要的意義。 建立了截面尺寸為400mm×400mm,高度為3950mm的循環(huán)懸浮床冷態(tài)實驗裝置。對不同的進、出口結(jié)構(gòu)和安裝內(nèi)構(gòu)件的方案,在各種表觀氣體速度Ug和物料循環(huán)流率G s條件下,利用光纖探頭沿床高測量了不同橫截面內(nèi)顆粒濃度和速度的徑向分布,分析了不同操作參數(shù)和幾何結(jié)構(gòu)對顆粒濃度和速度場,尤其是邊角區(qū)顆粒團聚效應的影響,確定了最有利于氣固兩相接觸的床結(jié)構(gòu)和操作參數(shù)。本文得到的結(jié)論:采用如下工藝簡單的床結(jié)構(gòu),即大孔均布射流進氣,頂部設(shè)置帽腔,在床出口下沿安裝構(gòu)件,在床中部安裝大小組合-上下交叉內(nèi)構(gòu)件;實驗條件優(yōu)選的操作參數(shù)為G_s= 8~9kg/(m~2·s),U_(g0)= 2.8m/s。在以上優(yōu)選的床結(jié)構(gòu)和操作參數(shù)下,床內(nèi)顆粒濃度和速度分布的均勻性,氣固混合等狀態(tài)最好,達到了流場優(yōu)化的目的。 首次應用電容層析成像技術(shù)(ECT)開展了對床內(nèi)低濃度、大尺寸氣固兩相流場進行的測量研究。首次將半步Landweber迭代算法、廣義模式矢量匹配法和概率統(tǒng)計歸納算法用于ECT逆問題的圖像重建的算法,結(jié)果表明這幾種算法均能提高床中心區(qū)域的分辨率,而且全局收斂,其中半步Landweber算法更穩(wěn)定并適合對懸浮床流動的圖像重建。本文選擇了綜合性能較好的長度200mm的8電極傳感器,用于測量懸浮床兩個截面上的流動特性。在線重建的圖像定性提供了床內(nèi)全截面上的流動信息。通過提取圖像中的數(shù)據(jù),分析了截面內(nèi)有代表性的對稱線上的顆粒濃度分布,以及截面平均顆粒濃度的概率密度分布,得到了床內(nèi)流動的宏觀特征和流動特性,驗證并彌補了用光纖方法測量的流場優(yōu)化的結(jié)果,并發(fā)現(xiàn)了床結(jié)構(gòu)對流場湍動度的影響大于操作參數(shù)變化引起的影響。
【學位授予單位】：清華大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2005
【分類號】：X701.3

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本文編號：2590205