木屑在鼓泡流化床和循环流化床中气化特性的对比研究
我国循环流化床煤气化技术工艺研究现状
我国循环流化床煤气化技术工艺研究现状张进（化工学院能源化学工程14-1班 06142588）摘要：第一台工业流化床自1954年投产以来，在国内外得到了迅速的推广与发展。
近年来，使用循环流化床（CFB）做气化炉的工艺得到了迅速发展，使燃烧效率、碳转换率等得到了较明显的提高。
在国内煤气化领域中，主要用流化床气化炉来气化碎煤。
流化床气化炉在气化高活性、低阶煤种方面,具有其它煤气化技术不可比拟的优势。
[1]综述了循环流化床煤气化工艺流程，并对循环流化床气化的应用情况和工艺特点加以说明。
关键词：流化床煤气化循环流化床气化炉工艺特点煤炭气化是清洁煤利用技术之一。
流化床煤气化技术作为一种清洁煤气化技术更受到了国内外的普遍重视。
循环流化床技术是近年来在沸腾炉上发展起来的一项新技术。
在环保、能源的充分利用、热效率的提高等方面都比沸腾炉效果好，而且在气化高活性、低阶煤种方面，具有其它煤气化技术不可比拟的优势。
[1]发展循环流化床气化技术是适合我国国情的，对满足我国城市民用煤气和工业用煤气的需求、发展清洁煤利用技术有重大作用。
1循环流化床煤气化工艺流程原料煤经皮带运输至破碎机粉碎至4mm以下，送入煤仓备用。
煤粉在开车前将经给料、输送机送入立管中。
开车过程中，细煤粉经给料器、斗式提升机送到计量煤斗，经升压后进入料煤斗，由此稳定地经旋转阀、水冷螺旋给料器进入进料管，并送入循环流化床气化炉下部。
过程中所用空气(或氧气)来自压缩机，经预热后与废热锅炉所产生的水蒸气混合，由炉底经分布板进入炉内。
如有必要可以将气化剂的一部分做为二次气化剂由炉的中下部送入。
生成的煤气由气化炉顶部引出，粗煤气中含有大量的未转化碳颗粒和水蒸气。
经过分离系统分离后，95%以上的颗粒收集下落入立管中，经返料系统返回到气化炉底部。
此外，在喇叭状炉床内还形成物料的内循环。
由于新鲜原料、气化剂和大多数炉灰的循环物质之间的迅速混合，气化反应在气化炉底部附近立即开始进行。
生物质鼓泡流化床气化特性的空气当量比影响分析
Effects of the Equivalence Ratio on Sa wdust Gasification Characteristics in Bubbling Fluidized Bed Gasifier
YANGJian - meng , SUN Xue - feng ( School of Energy and Power Engineering , North China Electric Power
质气化产气中各种可燃气体组分体积百分含量随
着 ER 的变化遵循共同的规律 : H2 、CH4 、CO 气体 含量随着空气当量比 ER 的增加而减小 ,CO2 气体 含量着空气当量比 ER 的增加而增加 。这是由于
随着 ER 的增加 ,在气化过程中消耗的氧量增多 , 虽然有利于气化反应的进行 ,但燃烧的生物质份
反应器部分由耐高温不锈钢材料加工而成 , 内 径 为 Φ80mm , 从 布 风 装 置 到 顶 部 长 度 为 1400mm ,底部到布风装置为 25mm ,作用是对气化
介质进行预热 。在鼓泡流化床外侧均装有电加热 元件并有良好的保温 ,沿床高布置有 4 个 K 型热 电偶 ,以监测和控制反应器内的温度 。在布风装 置进口和鼓泡流化床出口各设一个压力测量装 置 ,可以根据压力变化判断气化器内的流化状态 及反应工况 。
生物质气化技术作为一种先进的生物质热化 学转化技术 ,是生物质利用过程中热效率较高的 过程 ,可以将低品位的固态生物质转化为高品位
收稿日期 : 2009 - 06 - 10 修订稿日期 : 2009 - 06 - 19 作者简介 : 杨建蒙 (1964～) 男 ,副教授 ,研究方向为电厂热
力设备系统的自动化技术 。
0 前言
流化床煤气化技术的分析研究进展
流化床煤气化技术的研究进展煤气化技术有多种分类法，按煤的进料状态可分为干块进料、干粉进料和煤浆进料。
煤层中燃料运动状态，可分为固定床<亦称移动床）、流化床、气流床和熔融床. 按床层压力等级，可分为低压< < 0.3MPa）、中压<0.3 MPa ～4.5 MPa）和高压< > 4.5MPa）。
按排渣状态，可分为干法<固态）、熔聚和熔渣<液态）。
目前，应用较广泛的煤气化技术有如下几种：1）加压固定床气化技术加压鲁奇炉是典型的加压固定床气化技术，技术成熟，能利用高灰分煤，并且能在2.41 MPa 压力下运行，适合合成液体燃料合成所需要的操作压力，可节约投资和能耗，但过程中产生大量的焦油和酚。
为克服上述缺点，又进行了新的开发，主要技术升级包括进一步提高压力、提高温度和两段引气。
2）流化床气化技术温克勒气化工艺是典型的流化床技术，最早用于工业生产，第一台工业生产装置于1926 年投入运行。
这种炉型存在严重的缺陷，只能利用高活性褐煤，排灰含碳多，飞灰带出碳损失严重，致使碳利用率降低。
针对这些问题开发了新的流化床技术，如高温温克勒<HTW）、灰熔聚气化<KRW ，U-gas）和循环流化床气化工艺。
3）水煤浆气流床气化技术水煤浆气流床气化又称湿法进料气流床气化，其中Texaco 炉是一种率先实现工业化的水煤浆气流床气化技术，其进料方式简单，工程问题较少，具有大的气化能力，可以实现高压力<8 MPa ～ 10MPa）操作。
但冷煤气效率较低，氧耗较高。
为了降低过程氧耗，提高冷煤气效率，在Texaco 气化技术基础上发展了两段进煤煤气化工艺。
4）干粉进料气流床气化技术干粉进料气流床气化技术相对湿法进料具有氧耗低，煤种适应广和冷煤气效率高等优点. 其代表技术有Shell，Prenflo 和日立气流床等。
Shell SCGP 工艺是在K-T炉的基础上所开发的加压K-T气化炉。
循环流化床教材_2
第三章循环流化床锅炉中的传热、传质及燃烧第一节循环流化床锅炉的物料平衡理论循环流化床锅炉和鼓泡流化床锅炉根本区别在于二者床料平均粒度不同，随之而来物料浓度分布不同，从而造成燃烧状态不同。
人们曾经用循环倍率(即物料循环量与给煤量之比)来定性描述循环流化床锅炉的物料循环。
进一步人们认识到循环倍率受给煤热值的影响变化，不能唯一地描述循环流化床锅炉物料平衡状况，从而改用气/固比(单位烟气携带的物料重量)。
由于这个量的计量非常困难，国外循环流化床锅炉的气/固比是一个商业机密，所公开的数据常常带有商业宣传性质，因此循环流化床锅炉的气/固比应当是多少没有明确的结论。
但人们公认循环流化床锅炉需要一个大的循环物料流，以维持燃烧室内沿高度方向物料空间浓度从下向上逐渐变化，而不能象鼓泡流化床锅炉那样密相区以上物料空间浓度迅速减少。
仅当沿床高度方向物料浓度逐渐减小并维持一定数值时，才有可能产生高度方向上的较强回混，从而把燃料释放出的热量纵向传递并横向传给受热面。
最近的研究工作证明，随着循环量的增加，燃烧室内物料的平均粒度明显降低，从而使密相区气体的分配中气泡相的比例增大，气相与乳化相传质减弱，燃料在密相区的燃烧为欠氧态，相应抑制了密相区的热量释放份额，再加上高度方向上物料回混的加强，才能使循环流化床锅炉在密相段不设置受热面的条件下亦能达到热量平衡。
因此鼓泡流化床锅炉和循环流化床锅炉不但可从流动形态上，更可以从燃烧热量释放规律上加以区分。
在很长一段时间里，人们曾把循环流化床锅炉物料循环的经验借用到鼓泡流化床锅炉上，开发了一批带有一定数量的飞灰回送的流化床以提高燃烧效率，这些改进型的鼓泡流化床锅炉得到很成功的工业应用，但也因称之为低倍率循环流化床锅炉，因而混淆了循环流化床锅炉和鼓泡流化床锅炉的概念。
但对于20.83kg/s 及以上容量的流化床，显然改进型的鼓泡流化床锅炉并不是发展方向。
近年来一系列的实验和理论研究说明，循环流化床锅炉内高浓度物料的形成需要一系列条件。
冷态鼓泡流化床中木屑流化速度的研究
Ｓ ｕ ｙ ｏ ｌ ｉ ｉａｉ ｎ Ｖｅｏ ｉ ｆＳ ｗｄ ｓ ｎ Ｃｏ ｄ Ｂｕ ｂ ｉ ｇ Ｆ ｕ ｄ ｚ ｄ Ｂｅ ｔ ｄ ｎ Ｆ ｕ ｄ ｚ ｔ ｌ ｃ ｔ ｏ ａ ｕ ｔｉ ｌ ｂ ｌ ｌ ｉ ｉｅ ｄ ｏ ｙ ｎ
Ｌ Ｕ Ｂａ 一 ａ ｇ Ｉ Ｇ ｉｎ ｃ ｕ Ｉ ｏ】 ｎ ，ＪＡＮ Ｊａ —ｈ ｎ，ＹＵＥ Ｊｎ ｆｎ ，ＣＡＩＭｉｇ ｙ ａ ｉ ｉ — ｇ ａ ｎ —ｕ ｎ
流化速度随粒径的增大而增加。
关 键 词 ： 木 屑 ； 态 ； 泡流 化 床 ； 化速 度 冷 鼓 流 中图 分 类 号 ：Ｑ １． ；Ｑ ５ 、３ Ｔ ５ ５ ６ Ｔ Ｏ １ １ 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：２ ３— ４ ７ ２０ ）３— ０９— ４ ０ ５ ２ １ （０ ７ ０ ０ ４ ０
流态化技术的发展 ， ２ 世纪 ２ 年代第一台流化床粉煤气 化炉 的应用开始 ， 从 ０ ０ 至今 已有 ８ ０多年 的
历 史 ¨ 。 由于流化 床所特 有 的优点 ， 其在 很 多 工 业 领域 中都 得 到 了 广 泛 的应 用 ， 且 仍 有非 常 好 的 ｊ 使 并 工 业前 景 。但 是直 到 １７ 流态 化技术 才用 于生 物质 气化 ， ９ ５年 由于流化 床气 化炉 与 固定 床气 化炉 相 比具 有 混合 均匀 ， 反应 速度快 ， 固接触 面 积大 ， 热 、 气 传 传质 系 数 高 ， 应 温度 均 匀 ， 位 面积 的反应 强 度 大 ， 反 单 操 作易 于控制 ， 物料 在反 应器 中停 留 时间短 ， 生产 能力 大 及操 作 温度 低 等优 点 ， 态 化技 术 在生 物 质 流 气 化 中的应用 得 到了较快 的发展 。我 国 ２ ０世纪 ９ ０年代 初才 开展 生物 质流 态化气 化 的研 究 。中国科 学 院广州 能源研究 所研 究 开发 了循环 流化 床气 化技 术 ， 用 于气化 发 电 ， 应 已在 国内推 广 。中国林业 科学 研
循环流化床煤气化工艺的原理和特点
循环流化床煤气化工艺的原理和特点摘要：本文从工艺流程、关键技术以及工艺特点三个方面就循环流化床煤气化工艺展开了详细介绍，并指出循环流化床煤气化工艺由于具有的强适应性、高碳转化率与气化强度，以及使用原料范围广等优势，因而得到了广泛的应用。
关键词：循环流化床煤气化工艺原理与特点一、引言我国在很长时期内将煤作为主要的能源，因此寻找出适合我国国情的洁净煤技术具有非常重要的意义。
作为高效、洁净利用煤炭途径的煤气化工艺，是现代煤化工、循环发电等洁净能源生产中非常关键的工艺之一。
由于循环流化床具有煤种适应性强、传热效率高、易完成大型化操作等优点，因而受到了十分广泛的重视。
二、循环流化床煤气化工艺的流程循环流化床中的皮带将原料煤运输至破碎机中，在将其粉碎在4毫米以下后，运至煤仓中，已备使用。
在开车前，还需利用输送机将煤粉送至立管；在开车过程中，利用提升机将细煤粉送入计量煤斗中，在升高压强后，再将细煤粉从旋转阀、螺旋给料器、进料管中稳定地输送至循环流化床气化炉的下部。
在这一过程中，用到的所有空气均来自于压缩机，将其预热后与锅炉产生的水蒸气进行混合，并从炉底的分布板进入到气化炉内。
气化炉中的温度应保持在1055℃，，气压保持在0.2MPa，气体的流速为1-5m/s，停留时间大约为4至6s。
煤气生成后，从气化炉的顶部将其引出。
由于大量的水蒸气和为转化的碳颗粒夹杂在粗煤气中，因而需要经分离系统进行分离操作。
经分离后，超过90%的颗粒下落至立管中，并重新返回到气化炉的底部。
此外，原料、气化剂等循环物质由于迅速进行了混合，因而在气化炉的底部附近便立即开始了气化反应。
循环物料与加入的新原料之间的比值最高可达到40，因而具有非常高的碳转化率。
气化炉底部的灰经过螺旋出料器，再由旋转阀送出[1]。
生产出的粗煤气在经过锅炉以及列管等回收热量后，温度得到下降，再经洗涤塔除尘与降温后，送入煤气灌中进行储存。
三、循环流化床煤气化工艺的关键技术煤气化的主要场所为反应器，用料的特性、气化能力及反应性能决定了反应器的大小与操作条件。
流化床生物质气化实验报告
流化床生物质气化实验报告一、实验目的1. 了解流化床气化技术的基本原理和特点；2. 掌握流化床生物质气化实验的操作步骤和注意事项；3. 测定生物质气化产物的组成和质量，并对其进行分析和评价。
二、实验原理生物质气化是将生物质在高温下和少量氧气或水蒸气作用下转化成气体的过程，主要包括物理变化、热解和气化反应。
流化床气化是一种高效、灵活、适用于各种生物质的气化技术。
流化床气化是利用气体动力学的原理，让气体通过布满细孔的固体床层，使床层呈现流化状态，达到充分混合的目的。
在这种状态下，生物质在高温下气化反应所需的温度减低，而且气化反应的速率大大加快。
三、实验步骤1. 实验前的准备工作a. 细磨生物质，并筛选出粒径在0.5~1.0 mm的颗粒；b. 液化气罐、氮气气罐、循环水罐、氢气检测仪等设备检查和准备；c. 将试验设备清洗干净，并进行消毒处理。
2. 生物质预处理a. 将精细磨碎的生物质置于加热炉中，在350°C下干燥2h；b. 将生物质暴露在200°C下，将生物质暴露在300°C、350°C、400°C、450°C温度下，分别在每个温度下干燥12h。
3. 开始实验a. 将预处理好的生物质颗粒装入固定在试验设备内的试验装置中；b. 测定试验开始前的初始重量；c. 打开液化气罐，向试验装置中充入高压液化气体，使固体床层中气体充分流化；d. 开始实验，设定气化反应温度和反应时间。
4. 实验结束a. 关闭液化气罐，气体通道和试验设备内过多的气体通道，使气体压力下降到大气压；b. 将试验装置取出，并将其放置在防护室中，防止气体泄漏；c. 测定固体床层中的残余量和气化产物的组成和质量。
四、实验结果及分析实验中得到的气化产物主要为氢气、甲烷、一氧化碳和二氧化碳等气体，并且检测结果显示气化产物中的氢气占主导地位，说明本次流化床生物质气化实验的效果良好。
同时，我们还对气化产物进行了质量分析，测定其产率、热值和成分等，评价了本次流化床气化实验的效果。
生物质流化床气化实验研究与模拟
关键词：生物质气化，流化床，模拟，ASPEN PLUS
I
ABSTRACT
Biomass is an ideal renewable energy with advantages of abundance resources and neutral in greenhouse gas circulation. The aim of biomass gasification is to obtain combustible gas product, such as CO, H2, CH4, etc. In this paper, an experimental study on biomass atmospheric air gasification was performed in fluidized bed. From the pointview of mechanism, experiment and modeling, the gasification of biomass was comprehensive analyzed. Firstly, the investigations of pyrolysis and char gasification of three kinds of biomass (sawdust, peanut shell and rice straw) were preformed using Thermogravimetric analysis. Kinetic parameters were calculated based on TG-DTG curves. The results showed that the model of pyrolysis mechanism was first-order model. The model of char gasification was unreacted shrinking core model. The reactivity of sawdust char was obviously higher than rich straw with CO2 as gasifying agent. Secondly, atmospheric air gasification of biomass was performed in pilot-scale fluidized bed. The main influencing factors (equivalence ratio, bed temperature, adding steam and adding catalyst) were studied in detail. The results showed that the gas yield was 1.1-1.6m3/kg, the heating value was 4.5-9.5MJ/m3, as the temperature at 850 ℃ with equivalence ratio variant from 0.1 to 0.3. It was observed that the optimal range of ER is at 0.2-0.28. The heating value and gasification efficiency were decreased with equivalence ratio increasing. The CO content and carbon conversion efficiency were increased with temperature. It’s favorable for H2 upgrading with steam addition. The volume content of combustible gas was increased with the addition of dolomite. Thirdly, based on ASPEN PLUS, a biomass gasification model by the method of Gibbs free energy minimization was approached. Using the RYield block and RGibbs block, the model was modified by the restricted equilibrium of the RGIBBS reactor. It was found that the simulation results fit well with the experiment results. The model was proved reliable. Simultaneously, the model was used to simulate the pilot fluidized bed and gasification power plant, it’s proved that the model can be applied widely. Keywords: biomass gasification, fluidized bed, model, ASPEN PLUS
生物质流化床气化及结渣特性实验研究
华北电力大学（保定）硕士学位论文生物质流化床气化及结渣特性实验研究姓名：贤建伟申请学位级别：硕士专业：动力工程及工程热物理；热能工程指导教师：韩中合；范晓旭2011-03摘要摘要人类社会正面临着巨大的能源压力和环境压力，开发利用可再生能源已迫在眉睫。
生物质能作为一种清洁无污染的可再生能源，其开发利用引起了世界各国的关注。
生物质流化床气化技术作为生物质能利用的先进工艺，其研究与应用对于解决人类社会面临的能源压力和环境压力具有重要的意义。
本文在主床内径100mm，高5000mm的生物质循环流化床气化系统实验台上对生物质流化床的气化特性进行实验研究，并对生物质流化床气化实验过程中出现的结渣现象进行分析和研究。
首先在冷态实验台上进行稻壳、杨木锯末、破碎的棉杆成型燃料单组份以及分别与河砂双组份的流化特性实验，循环流化床冷态试验台各部件性能实验，采用与生物质循环灰类似的0～0.6mm河砂为原料的整床循环实验。
结果表明：稻壳、杨木锯末、破碎的棉杆成型燃料加入河砂作流化介质后，其流化性能得到了极大的改善；实验台各部件满足实验要求；与生物质循环灰类似的0～0.6mm河砂在循环流化床冷态实验台上能实现良好循环和流化。
其次在热态实验台上，以河砂为床料，棉杆成型燃料为原料进行气化实验主要考察生物质流化床气化过程中主床的温度分布及压差分布情况、燃气成分、气化指标、能量分布等，分析得出散热损失和排烟损失相对较大是导致气化效率偏低的主要原因。
最后进行河砂、高铝矾土、方镁石三种不同床料的生物质流化床气化长时间连续稳定运行实验和河砂、方镁石两种床料的生物质流化床气化定期更换床料的实验。
重点考察河砂、高铝矾土、方镁石三种不同床料在长期气化运行过程中的结渣特性和采用定期更换床料方法预防生物质流化床气化过程结渣的可行性。
结果表明：采用成分与河砂有很大不同的高铝矾土、方镁石作床料不能避免生物质流化床气化长时间连续稳定运行中结渣发生的趋势变大；在生物质流化床气化过程中，采用定期更换床料的方法可以使床料中导致结渣的碱金属保持在较低含量，从而避免结渣现象的发生。
循环流化床煤气化技术
循环流化床煤气化技术维修电工技师培训教材.PDF电子书小商店10循环流化床是指炉膛内物料及飞出又返回炉膛的物料流化燃烧(气化)方式。
它和加压流化床一样属于第二代流化床燃烧技术。
循环流化床物料的流化速度比常规流化床的流化速度高，因此，循环流化床内物料的速度大大低于气体的速度。
气体、固体之间的流动速度很高，对质量和热量的交换极为有利，燃料在系统内不断循环，实现均匀稳定的燃烧和气化。
循环流化床处于鼓泡流化床和气流输送床之间，具有对煤种适应性强、燃烧效率高、操作灵活，有利于环保(炉内脱硫和减少氮氧化物的生成)，燃料制备和给煤系统简单等优点。
自20世纪70年代以来，循环流化床煤气化技术得到了快速发展。
1 国外情况国外对循环流化床煤气化的研究应用比较早，很多公司都从事这方面的试验研究。
现介绍有代表性几家公司的技术。
1.1 鲁奇公司开发的CFB技术鲁奇公司开发CFB技术已有二十多年的历史，从冷模试验到小型热试、中试、工业性示范装置有八套。
进行了大量的实验研究，从煤的燃烧到煤的气化，并获得了工业应用，主要用于燃料气及联合循环发电，其气化炉结构如图1。
常压CFB气化炉操作压力0.15～0.4 MPa，气化温度1000～1100℃，以氧气和蒸汽作气化剂，固态排渣，单炉最大日处理煤量达500t，碳转化率95％～98％，粗煤气中CO+H2含量约为80％，每1000m3(CO+H2)耗氧300～320m3，耗煤630～670kg。
宣化化肥厂原计划引进此技术，后因资金不足而中止。
1.2 戴维电力煤气公司开发的温克勒(Winkler)气化炉该气化炉结构如图2。
该炉使用9.5 mm以下的煤为原料，干法排灰，用氧气／蒸汽或空气／蒸汽作气化剂，操作压力0.2～0.395MPa，根据煤的灰熔点和煤的反应活性，气化温度在815～1100℃之间选择，单炉最大日处理煤量1100t(用氧气／蒸汽作气化剂)，用空气／蒸汽作气化剂为700 t 煤，煤气中CO+H2含量约为83％，煤产气率为1.55 m3／kg。
四流化床生物质气化特性的实验及数值模拟研究
四流化床生物质气化特性的实验及数值模拟研究四流化床生物质气化特性的实验及数值模拟研究摘要：本研究以生物质为原料，利用四流化床气化技术进行气化实验，并对实验结果进行模拟分析。
通过改变氧气分布方式和流速等气化参数，研究其对气化特性的影响。
实验结果表明，在流动床率相同的情况下，完全混合氧供应方式下，生物质气化效率相对较高。
在数值模拟过程中，采用了多相流数值计算方法对气化过程进行数值模拟，实验结果与数值模拟结果基本一致，证明了模拟方法可信可靠。
本研究结果可为四流化床气化技术的优化和生物质气化技术的发展提供参考和建议。
关键词：四流化床；生物质气化；实验；数值模拟；氧气分布方式；流速一、引言气化技术在生物质能源领域有着广泛的应用价值。
四流化床气化技术是目前应用较为广泛的一种气化技术。
然而，气化反应复杂，气化所需气体成分、流速、温度等参数的精细调节对气化效率的提高有着重要的作用。
因此，本研究通过实验及数值模拟的方式研究四流化床生物质气化特性，通过调节氧气分布方式和流速等气化参数，探究其对气化效率的影响，为四流化床气化技术的优化和生物质气化技术的发展提供参考和建议。
二、实验部分1. 实验设备本实验中采用4流化床气化实验装置进行实验。
该装置由气化炉体、光束采集系统、气氛控制系统等组成。
气化炉由内圆管和外环形管构成，内管为气化反应区，外管则用于供氧和控制炉温。
光束采集系统用于对反应过程中光学成像，以获取生物质燃烧及气化现象。
气氛控制系统则用于控制床层温度及气氛组成。
2. 实验方法本实验选用切碎的木屑作为原料，以流态化氧气和氮气组成的气体作为气化介质。
通过调节氧气分布方式和流速等气化参数，研究其对气化效率的影响。
实验结果以顶部床层温度、气体组成、产物组成为指标进行评估，并进行统计分析。
三、数值模拟部分采用ANSYS Fluent软件中的多相流数值计算方法，对实验中生物质气化过程进行数值模拟。
建立三维气化反应室模型，并参考实验数据对其进行验证。
《三塔式循环流化床中鼓泡流化床水蒸气—氧气气化半焦实验研究及(火用)分析》范文
《三塔式循环流化床中鼓泡流化床水蒸气—氧气气化半焦实验研究及(火用)分析》篇一三塔式循环流化床中鼓泡流化床水蒸气—氧气气化半焦实验研究及（火用）分析一、引言随着能源危机的日益严重，对可再生能源及能源转化技术的研究愈发受到重视。
其中，生物质能源的开发与利用成为研究热点之一。
半焦作为生物质能源的一种重要形式，其气化技术的研究对于提高能源利用效率、减少环境污染具有重要意义。
本文以三塔式循环流化床为研究对象，重点探讨鼓泡流化床水蒸气—氧气气化半焦的实验研究及（火用）分析。
二、实验装置与方法本实验采用三塔式循环流化床，其结构包括鼓泡流化床、气化剂循环系统和热回收系统等。
实验中，以半焦为原料，水蒸气和氧气作为气化剂，通过控制气化剂的比例、温度和压力等参数，进行半焦的气化实验。
三、鼓泡流化床气化实验（一）实验原理鼓泡流化床气化技术是一种将固态燃料与气化剂在流化状态下进行反应的技术。
在三塔式循环流化床中，半焦与水蒸气和氧气在鼓泡流化床内进行反应，生成可燃气体。
（二）实验过程实验过程中，首先将半焦放入鼓泡流化床内，然后通入水蒸气和氧气。
通过控制气化剂的比例、温度和压力等参数，使半焦在流化状态下与气化剂进行反应。
反应过程中产生的可燃气体经过热回收系统回收热量后，进行后续利用。
（三）实验结果与分析实验结果表明，在一定的气化剂比例、温度和压力条件下，半焦的气化效率较高。
通过对实验数据的分析，发现水蒸气和氧气的比例、反应温度和压力对半焦气化的影响较大。
适当调整这些参数可以提高半焦的气化效率，同时减少副反应的发生。
四、（火用）分析（一）（火用）分析原理（火用）分析是一种用于评估能量系统性能的方法。
在本文中，（火用）分析用于评估三塔式循环流化床中鼓泡流化床水蒸气—氧气气化半焦过程的能量利用效率和环境影响。
（二）（火用）分析结果通过（火用）分析，发现三塔式循环流化床中鼓泡流化床水蒸气—氧气气化半焦过程具有较高的能量利用效率。
同时，该过程对环境的影响较小，具有较好的环保性能。
《三塔式循环流化床中鼓泡流化床水蒸气—氧气气化半焦实验研究及(火用)分析》范文
《三塔式循环流化床中鼓泡流化床水蒸气—氧气气化半焦实验研究及(火用)分析》篇一三塔式循环流化床中鼓泡流化床水蒸气—氧气气化半焦实验研究及（火用）分析一、引言随着能源危机的日益严重，对可再生能源及能源转化技术的研究愈发受到重视。
其中，半焦作为煤炭热解或气化产物之一，在煤的清洁高效利用领域具有重要意义。
本实验通过在三塔式循环流化床中采用鼓泡流化床技术，对水蒸气-氧气气化半焦过程进行实验研究，并对其（火用）性能进行分析。
二、实验装置与方法本实验采用三塔式循环流化床装置，该装置由鼓泡流化床、气化反应器及循环系统等部分组成。
实验原料为半焦，气化剂为水蒸气与氧气的混合气体。
实验过程中，通过控制反应温度、压力、气化剂流量等参数，观察并记录半焦气化过程中的各项数据。
三、实验结果与分析1. 鼓泡流化床特性分析在鼓泡流化床中，由于气化剂的存在，半焦颗粒呈现出良好的流化状态。
实验观察到，在一定的操作条件下，半焦颗粒能够均匀分布在流化床上，与气化剂充分接触，从而提高气化效率。
此外，鼓泡流化床的优点在于其能够有效地控制颗粒的流动状态，使半焦颗粒在气化过程中保持稳定的流动特性。
2. 半焦气化过程分析在水蒸气-氧气混合气体作用下，半焦发生气化反应。
实验发现，随着反应温度的升高和气化剂流量的增加，半焦的气化速率逐渐增大。
同时，气化产物的组成也随着反应条件的改变而发生变化。
在适宜的反应条件下，可获得较高的气体产率及较低的焦油和细颗粒物含量。
3. （火用）性能分析（火用）性能分析是评估能量转换系统性能的重要手段。
本实验通过测量气化过程中各组分的温度、压力及成分等参数，对半焦气化的（火用）性能进行了分析。
结果表明，在三塔式循环流化床中，通过优化操作条件，可实现较高的能量转换效率及较低的能量损失。
四、结论本实验通过在三塔式循环流化床中采用鼓泡流化床技术，对水蒸气-氧气气化半焦过程进行了实验研究。
结果表明，鼓泡流化床能够使半焦颗粒在气化过程中保持稳定的流动特性，提高气化效率。
循环流化床气化新技术的应用
1996年5月 木 材 工 业 第10卷 第3期 收稿日期 1995-09-15循环流化床气化新技术的应用陈图瑛(三亚木材厂 三亚市 572022) 我厂1988年从西德引进年产3万m 3、以橡胶木枝桠材为主要原料的刨花板生产线。
生产中,每天产生木粉7～8t,而油炉每天只能燃烧掉2～3t,每天尚存4～6t 木粉待处理。
这些待处理的木粉是热值很高的燃料(4000kcal /kg ),未能得到利用,且污染厂区及周围环境。
为此,1992年我厂应用了中科院广州能源研究所研究及设计的处理木粉的循环流化床木粉气化装置。
将木粉转换为气体燃料,供锅炉燃烧。
该装置每天可以处理木粉4～8t 。
气化装置在1992年底投入运行以来,经多年的生产实践证明,它能有效地提高煤的燃烧率,使生产的每吨蒸汽节省燃煤约30%左右,平均每天能省煤6t,按现价全年可省燃煤费用约49万元。
该套设备总投资约21万元,投产后不到6个月的时间完全可以回收,取得了明显的社会效益和经济效益。
1 循环流化床木粉气化技术概况为了充分利用可再生的或废弃的生物质资源,国内外生物气化技术的研究、应用日趋发展,并成为当前的热门课题之一。
国外研究生物质利用方法多数采用直接燃烧,大型生物质气化设备大部分采用流化床生产可燃气体后燃烧。
在美国用流化床生物质气化炉并投入运行现有24家,但尚没有研究和使用循环流化床。
这是由于循环流化床技术要求比流化床高得多,操作也较复杂。
据国际联机检索可知,1991年世界上可查的生物质循环流化床气化炉仅有西德、芬兰和瑞典各一家。
国内目前已发展的固体生物质气化炉多数是固定气化炉。
1991年广州能源所研制的循环流化床木粉气化装置首先应用于湛江模压木制品厂,处理木屑及颗粒较大的木粉,取得了成功。
1992年该所与我厂合作,共同开发应用循环流化床木粉气化装置处理颗粒极小的刨花板砂光木粉尘(木粉尘颗粒最小为0.065m m )。
这种循环流化床气化处理在技术上的难度要比湛江模压木制品厂高得多。
鼓泡流化床中流动特性的多尺度数值模拟
鼓泡流化床中流动特性的多尺度数值模拟王帅;于文浩;陈巨辉;张天浴;孙立岩;陆慧林【摘要】鼓泡流化床因其较高的传热特性以及较好的相间接触已经被广泛应用于工业生产中，而对鼓泡流态化气固流动特性的充分认知是鼓泡流化床设计的关键。
在鼓泡流化床中，气泡相和乳化相的同时存在使得床中呈现非均匀流动结构，而这种非均匀结构给鼓泡流化床的数值模拟造成了很大的误差。
基于此，以气泡作为介尺度结构，建立了多尺度曳力消耗能量最小的稳定性条件，构建了适用于鼓泡流化床的多尺度气固相间曳力模型。
结合双流体模型，对A类和B类颗粒的鼓泡流化床中气固流动特性进行了模拟研究，分析了气泡速度、气泡直径等参数的变化规律。
研究表明，与传统的曳力模型相比，考虑气泡影响的多尺度气固相间曳力模型给出的曳力系数与颗粒浓度的关系是一条分布带，建立了控制体内曳力系数与局部结构参数之间的关系。
通过模拟得到的颗粒浓度和速度与实验的比较可以发现，考虑气泡影响的多尺度曳力模型可以更好地再现实验结果。
通过A类和B类颗粒的鼓泡床模拟研究发现，A类颗粒的鼓泡床模拟受多尺度曳力模型的影响更为显著。
%Bubbling fluidized beds have been widely applied to various industrial processes owing to superior inter-phase contact and high heat transfer characteristics. Fundamental knowledge of the hydrodynamic characteristics is essential for the design of such reactors. In bubbling fluidized bed systems,the non-uniform flow structure in the form of bubble-emulsion phases makes the accuracy of numerical model limited. Bubbles are the typical meso-scale structures in bubbling fluidized beds.To describe the effects of such meso-scale structures, a bubble structure-dependent (BSD) drag model is developed with one extremum conditionof energy dissipation consumed by the drag force, which is incorporated into the two fluid model. The simulations of gas-solid flow behavior in bubbling fluidized beds with with Geldart A and B particles are performed and some parameters including bubble velocity and bubble diameter are analyzed. The results indicate that the present model with consideration of bubble effects obtains a zonal distribution of the drag coefficient with solid concentration, which establishes a relationship between the drag coefficient and the local structural parameters. Comparisons with experimental data, the BSD drag model can obtain a better prediction than the conventional drag model. Meanwhile, the simulation reveals that the BSD drag model has a more significant impact on the predition of bubbling fluidization with Geldart A particles.【期刊名称】《力学学报》【年(卷),期】2016(048)003【总页数】8页(P585-592)【关键词】曳力系数;气泡;流化床;多尺度【作者】王帅;于文浩;陈巨辉;张天浴;孙立岩;陆慧林【作者单位】哈尔滨工业大学能源科学与工程学院，哈尔滨150001;哈尔滨工业大学能源科学与工程学院，哈尔滨150001;哈尔滨理工大学机械动力工程学院，哈尔滨150080;哈尔滨工业大学能源科学与工程学院，哈尔滨150001;哈尔滨工业大学能源科学与工程学院，哈尔滨150001;哈尔滨工业大学能源科学与工程学院，哈尔滨150001【正文语种】中文【中图分类】TK224作为重要的化学反应器，鼓泡流化床已经被广泛应用于煤燃烧、生物质气化等工业生产中.现阶段，应用欧拉方法对鼓泡流化床进行模拟已经取得了实质性的进展［1-4］.然而，标准的欧拉模型通常采用的是常规的曳力模型，即假设控制体内气体和颗粒是均匀分布的.由于气泡相和乳化相的同时存在，鼓泡床中呈现出了以气泡作为介尺度的非均匀流动结构，若忽略这种非均匀性对气固曳力的影响，会给数值模拟造成很大误差，也无法真实体现出这种多尺度结构特征.近年来，研究者们发展了很多模型来表征非均匀流动结构的影响［5］.Igci等［6-7］基于气固两相流模型，对网格进行了高精度的划分，对颗粒相和相间参数进行重构，构造了曳力的亚格子模型.能量最小多尺度（EMMS）模型把局部颗粒系统划分成稀疏相和稠密相，通过对不同的相结构分别计算相间曳力，再由悬浮输送能量最小的极值条件进行模型的封闭［8-10］.由于考虑了颗粒系统的非均匀多尺度结构对相间曳力的影响，模型能够更好地对流化床内气固两相宏观流动行为进行模拟.Wang与Liu［11］应用EMMS模型很好地再现了鼓泡流化床中颗粒的径向和轴向分布规律.Shi等［12］基于能量最小多尺度方法，通过将气泡这一介尺度结构类比于循环流化床中的颗粒聚团，构建了考虑气泡影响的多尺度曳力系数计算模型.研究表明，该模型在使用粗网格的同时仍然可以不失计算精度，有效地降低了计算代价. Lungu等［13］将该模型拓展到了双组份鼓泡流化床的研究中，模拟结果与实验很好的吻合.Wang等［14］通过分析鼓泡床中的多尺度结构，应用气泡直径和上升速度等经验公式，建立了一种考虑气泡影响的曳力模型，并将其应用于B类颗粒的鼓泡流化床模拟中.研究表明，新的曳力模型可以更好地预测出气泡的运动过程以及床中空隙率的分布.Wang等［15］假设计算网格内颗粒是以两种形式存在的，对现有的曳力模型进行了修正，提出了一种适用于B类和D类颗粒的考虑亚格子尺度影响的曳力表达式.通过对工业规模的鼓泡流化床进行粗网格模拟，模拟结果较好地再现了实验结果.L等［16］和Yang等［17］基于乳化相空隙率与气速之间的Richardson与Zaki［18］的关联式，结合气泡直径与高度的经验公式［19］，发展了应用于A类颗粒的鼓泡流化床多尺度曳力模型.模拟得到的颗粒在床内的径向和轴向分布与实验结果能够较好的吻合.大多数研究者在对高颗粒浓度的气固相间曳力进行求解的过程中，采用全局操作参数得到曳力系数与颗粒浓度之间的关系，忽略了局部结构参数的动态变化对曳力系数的影响.基于此，以气泡作为介尺度结构，考虑乳化相颗粒压力以及乳化相--气泡相间的虚拟质量力的影响，将鼓泡流化床中多尺度曳力与局部结构参数相关联，建立适用于鼓泡床的多尺度曳力模型.结合双流体模型，对鼓泡流化床内气固流动特性进行多尺度模拟.1.1 气相和固相的连续性方程1.2 气相和固相的动量守恒方程式中，τs和ps分别表示颗粒相的剪切应力以及颗粒相压力，通过颗粒动理学理论［20］进行确定.1.3 基于气泡的多尺度曳力模型（BSD曳力模型）图1表示计算网格内基于气泡--乳化相的多尺度结构示意图.将非均匀气固流动分解为乳化相（密相）、气泡相（稀相）和乳化相--气泡相之间的相间作用区.假设每个相区均可以看成一个均匀化的子系统，各相均满足质量和动量守恒.在这里，假设气泡相空隙率为1，即气泡内无颗粒存在.对于无化学反应的一维稳态流动过程，各相均满足质量和动量守恒，其中，乳化相中颗粒动量守恒方程表示为式中，Fde，Fdb和as,e分别表示乳化相中气体--颗粒作用力、乳化相--气泡相相间作用力和乳化相中颗粒加速度［21-22］，分别表示为对于乳化相中固相压力梯度▽ps，反映的是颗粒与颗粒之间碰撞所产生的动量交换，可以表示为式中，G［（1−δb）εe］表示固相弹性模量，这里采用Gidaspow［23］给出的关联式同理，假设气泡相和乳化相的气体切向应力忽略不计，对于一维稳态流动，乳化相和气泡相的气相动量守恒方程可表示为由式（10）和（11）可以得到乳化相和气泡相的压降平衡方程式中，ag,e和ag,b表示乳化相气体和气泡相的加速度▽pb表示由于气泡相和乳化相之间的惯性差引起的附加虚拟质量力，根据Zhang等［24］提出的关联式可以表示为式中，Cb表示附加虚拟质量力系数，可表示为［25］根据质量守恒原理，控制体内颗粒流动满足固相质量守恒方程，即同理，对于控制体内稀相和密相气体流动，气相质量守恒方程可表示为控制体内颗粒和气体浓度的归一化条件为基于控制体内乳化相气体--颗粒作用力和乳化相--气泡相相间作用力，考虑气泡结构影响的多尺度气固相间曳力系数βBSD（BSD曳力模型）表示为：曳力系数βBSD是关于控制体内局部结构参数，即6个未知变量（Ug,e，Us,e，Ub，εe，δb，db）的函数，而求解方程只有式（4），式（12），式（16）～式（18）5个方程.因此，对考虑气泡影响的多尺度曳力系数βBSD的求解需要补充额外约束条件.对于基于气泡和乳化相的非均匀流动结构的控制体来说，气体倾向于汇聚成气泡，以实现最小的气体流动阻力穿过颗粒向上运动，即曳力消耗总能量为最小.对于高颗粒浓度下，控制体内多尺度曳力消耗总能量包括乳化相气体--颗粒作用力消耗的能量和乳化相--气泡相相间作用力消耗能量.因此，气固非均匀流动形成条件为多尺度曳力耗能最小通过式（20）这样一个约束条件结合上述5个方程，就可以求解出6个局部结构参数，进而求解出考虑气泡影响的多尺度气固相间曳力系数βBSD.关于模型中相关参数的表达式如下.乳化相表观滑移速度及单位体积内乳化相颗粒数密度相间表观滑移速度及单位体积内气泡数密度乳化相以及相间雷诺数乳化相密度、黏度以及表观速度表示为［26］2.1 Zhu等实验工况计算结果分析计算对象采用Zhu等［27］建立的鼓泡流化床实验台，其中床高2.464m，床径为0.267m，初始颗粒填充高度为1.2m，填充空隙率为0.4.颗粒的密度与直径分别为1780kg/m3和65µm，属于Geldart A类颗粒.流化床底部为气体速度入口，压力出口设置在床的顶部，设置为101325Pa.壁面处，气相采用无滑移边界条件，颗粒采用部分滑移边界条件，模拟时间为20s，取10～20s作为时均值计算样本，主要模拟参数见表1.图2给出了不同的曳力模型下时均颗粒浓度沿轴向的分布.由 BSD曳力模型得到的颗粒浓度可以较好地与实验数据相吻合.Ergun/Wen-Yu曳力模型［20］明显的高估了床层膨胀率，整个床层呈现出颗粒浓度较低且较均匀的分布状态.这是由于该模型在这样的网格尺寸下无法再现气泡的介尺度结构的影响，高估了气固相间曳力.Wang等［28］研究表明，如果使用Ergun/Wen-Yu曳力模型对流化床中介尺度结构进行再现，网格尺度要达到2～4倍的颗粒直径，而对于大尺寸的流化床来说，这样的网格大小是不可行的，因此，采用基于介尺度结构的曳力模型是十分必要的.图中同时给出了L等［16］发展的基于气泡结构的曳力模型得到的模拟结果.可以看到，相较于Ergun/Wen-Yu曳力模型，预测有了较大的改善，颗粒浓度沿轴向呈现了底部为密相床层，上部为自由空间的分布趋势，然而与实验结果还是存在一定的差异.这主要是由于该模型仅仅通过空隙率和床层高度对原有的曳力模型进行了修正，忽略了局部结构参数的动态变化对曳力的影响.图3给出了床层不同高度处模拟得到的颗粒浓度径向分布与实验结果的比较.由图可见，颗粒浓度沿径向呈现壁面高中心区域低的分布趋势.由BSD曳力模型得到的颗粒浓度可以较好地与实验数据相吻合.使用Ergun/Wen-Yu曳力模型［20］时，颗粒浓度大幅度减小，同时也远离了实验测量值，这是由于气固相间曳力被高估所导致的.图4给出了不同高度处气泡相速度和气泡份额的时均径向分布.对于气泡相来说，中心处速度相对较高，沿径向逐渐减小，这说明气泡在中心处向上运动趋势明显.随着靠近壁面，由于壁面摩擦的影响，向上运动趋势被削弱.从气泡份额分布可以看出，气泡份额沿床径向呈现出中心高边壁低的非均匀分布，随着高度的增加，气泡份额进一步增大.这是由于颗粒在壁面摩擦的作用下易发生汇聚，因此，相较于中心处，边壁处气泡份额较小.随着高度的增加，气泡不断长大，气泡之间不断发生聚并，气泡份额沿轴向逐渐增大.2.2 Laverman等实验工况计算结果分析计算对象采用Laverman等［29］建立的鼓泡流化床实验台，其中床高0.7m，床径为0.3m，初始颗粒填充高度为0.3m，填充空隙率为0.4.颗粒的密度与直径分别为2500kg/m3和485µm，属于Geldart B类颗粒.流化床底部为气体速度入口，表观速度为0.45m/s.图5给出了不同网格尺寸下，两种曳力模型模拟得到的时均颗粒浓度沿轴向的分布.由图可见，在不同网格尺寸下得到的颗粒浓度分布趋势是一致的，即在床层底部浓度较高，随着到达床层表面，浓度迅速下降，在上方的自由空间，浓度接近于0.然而，对比两种曳力模型得到的预测值可以发现，网格尺寸对颗粒浓度分布的影响是显而易见的.使用Ergun/Wen-Yu曳力模型［20］时，粗网格预测的床层膨胀高度要高于其他两种网格的预测值，床层底部的颗粒浓度相较于另外两种网格要小，而对于BSD曳力模型，使用相同的粗网格尺寸预测得到的浓度值与其他网格的预测值差异不是很明显.BSD曳力模型可以在不失精度的前提下，使用较粗的网格进行模拟，大大地提高了计算效率.图6给出了模拟得到的颗粒轴向速度的径向分布与实验值的比较.由图可见，模型可以很好地再现颗粒速度在床内呈现出的非均匀分布趋势.图中同时给出了Ergun/Wen-Yu曳力模型得到的颗粒速度分布.可以看到，该模型对颗粒速度的预测趋势上与BSD模型基本一致，但由于该模型没有考虑气泡对于相间作用力的影响，高估了气固相间作用力，进而使颗粒速度值偏大，而由BSD曳力模型预测的计算结果与实验结果更为吻合.气泡的大小是评估鼓泡流化床的一个重要参数，它直接影响着床内的气固混合以及气体扩散，同时也会导致化学反应与传热传质的非均匀性分布.这里所统计的当量气泡直径是通过气泡面积折算得到的.通过气泡边界的识别和坐标位置的确定，选择空隙率为0.8作为分界点来获得气泡的边界，进而得到气泡的面积.图7给出了床内气泡直径随床高的变化关系.由图可见，随着床层高度的增加，气泡直径逐渐增大.图中同时给出了Laverman等［29］实验得到的气泡直径沿床高的分布.可以看到，利用BSD曳力模型得到的气泡直径更接近于实验值.图8给出了气固相间曳力系数与颗粒浓度的变化关系.由图可见，随着颗粒浓度的增加，曳力系数逐渐增大.对于Ergun曳力模型，曳力系数通过假设床层压降与曳力平衡得到，与颗粒浓度的依赖关系近乎于一条曲线，而BSD曳力模型给出的曳力系数与颗粒浓度的关系则是一条分布带.由于控制体内气泡介尺度结构的影响，曳力系数会受局部结构参数的影响［30］，Ergun曳力模型弱化了这一点.BSD曳力模型很好地建立了控制体内曳力系数与结构参数之间的关系，得到了基于气泡介尺度结构影响的多尺度气固相间曳力系数.在高颗粒浓度的多尺度气固相间曳力系数计算中，为了评估由颗粒与颗粒之间碰撞引起的固相压力以及气泡相和乳化相之间产生的附加质量力的影响，图9给出了这两个参数与颗粒浓度的变化关系.随着颗粒浓度的增加，附加质量力逐渐减小，并逐渐趋于0.这说明在高颗粒浓度时，附加质量力对于曳力系数的影响逐渐被削弱.而从固相压力变化趋势上看，随着颗粒浓度增大，固相压力梯度逐渐增大，这说明在高颗粒浓度时，乳化相中颗粒碰撞的影响逐渐变得显著，而随着颗粒浓度进一步增大，颗粒的自由程减小，颗粒脉动减弱，固相压力梯度减小.从数值上看，固相压力梯度较附加质量力梯度大一些，但两者同处一个数量级.以气泡作为介尺度结构，通过将鼓泡流化床中多尺度曳力系数与局部结构参数相关联，构建了适合于鼓泡流化床的多尺度气固相间曳力模型.应用多尺度曳力模型，结合双流体模型，对A类和B类颗粒的鼓泡流化床中气固流动行为进行了模拟.结果表明，与传统模型相比，考虑气泡影响的多尺度曳力模型可以更好地再现实验结果，同时在粗网格模拟时，BSD曳力模型可以在不失精度的前提下，大大地提高计算效率.研究发现，A类颗粒的鼓泡床模拟受多尺度曳力模型的影响更为显著.在高颗粒浓度下，由颗粒碰撞所引起的固相压力的影响较显著，而虚拟质量力在颗粒浓度较低时表现的较为明显.Ergun方程得到的曳力系数与颗粒浓度的依赖关系近乎于一条曲线，BSD曳力模型给出的曳力系数与颗粒浓度的关系则是一条分布带.BSD曳力模型很好地建立了控制体内曳力系数与局部结构参数之间的关系，进而考虑了气泡对曳力所带来的影响.【相关文献】1 Cloete S，Zaabout A，Johansen ST，et al.The generality of the standard 2D TFM approach in predicting bubbling fluidize bed hydrodynamics.Powder Technology，2013，235：735-7462 Herzog N，Schreiber M，Egbers C，et al.A comparative study of different CFD codesfor numerical simulation of gas-solid fluidize bed puters&Chemical Engineering.2012，39：41-463 Zhao Y，Lu B，Zhong Y.Influenc of collisional parameters for rough particles on simulation of a gas-fluidize bed using a twoflui model.International Journal of Multiphase Flow，2015，71：1-134 王帅，郝振华，徐鹏飞等.粗糙颗粒动理学及稠密气固两相流动的数值模拟.力学学报，2012，44（2）：278-286（Wang Shuai，Hao Zhenhua，Xu Pengfei，et al.Kinetic theory of rough spheres and numerical simulation of dense gas-particles fl w.Chinese Journal of Theoretical and Applied Mechanics，2012，44（2）：278-286（in Chinese））5 Schneiderbauer S，Pirker S.Filtered and heterogeneity-based sub-grid modification for gas-solid drag and solid stresses in bubbling fluidize beds.AIChE Journal，2014，60（3）：839-8546 IgciY，Sundaresan 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生物质鼓泡流化床和循环流化床气化对比试验
生物质鼓泡流化床和循环流化床气化对比试验范晓旭;贤建伟;初雷哲;杨立国【期刊名称】《农业机械学报》【年(卷),期】2011(42)4【摘要】在内径为φ0.2 m、高6 m的流化床装置上,利用两种不同粒径的石英砂,分别进行了高速鼓泡流化床(BFB)和循环流化床(CFB)的冷态压力分布试验和热态气化试验.结果表明:冷态试验中,鼓泡流化床压力分布主要集中在底部的密相区,循环流化床压力分布更趋均匀.热态稳定气化阶段,循环流化床轴向温差只有40℃,气化的燃气热值、碳转化率和气化效率均高于鼓泡流化床.%The results from biomass gasification in a pilot-scale (6m tall × 0. 2 m internal diameter) air-blown circulating fluidized bed gasifier was tested and compared with bubbling fluidized bed gasifier. The results showed that the diameters of bed material in bubbling fluidized bed and circulating fluidized bed were different. The bubbling fluidized bed had a dense zone and bed material was homogeneous distribution in circulating fluidized bed. The temperature of the circulating fluidized bed was more uniform than bubbling fluidized bed. The carbon conversion rate, gasification efficiency and low gas heat value of circulating fluidized bed were larger than that of bubbling fluidized bed gasifier.【总页数】4页(P96-99)【作者】范晓旭;贤建伟;初雷哲;杨立国【作者单位】山东省生物质气化技术重点实验室,济南,250014;华北电力大学能源动力与机械工程学院,保定,071003;山东省生物质气化技术重点实验室,济南,250014;山东省生物质气化技术重点实验室,济南,250014【正文语种】中文【中图分类】TK6【相关文献】1.考虑多组分颗粒运动各向异性的鼓泡流化床生物质气化数值模拟 [J], 陈巨辉;孟诚;王帅;于广滨;胡汀;林枫;李九如2.气泡修正多尺度曳力模型的鼓泡流化床生物质气化分析 [J], 陈巨辉;殷维杰;王帅;于广滨;胡汀;林枫3.木屑在鼓泡流化床和循环流化床中气化特性的对比研究 [J], 陈平;谢军;阴秀丽;吴创之;陈勇4.循环流化床生物质气化炉内计算流体动力学模拟--鼓泡流化床内改进的颗粒床模型 [J], 张锴;BRANDANI Stefano5.循环流化床(CFB)煤/焦气化反应的研究Ⅲ.同鼓泡流化床(BFB)气化反应的对比[J], 房倚天;勾吉祥;王鸿瑜;陈富艳;王洋;张碧江因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
化学反应工程名词解释与简答题
1.反应动力学主要研究化学反应进行的机理和速率，以获得进行工业反应器的设计和操作所必需的动力学知识，如反应模式、速率方程及反应活化能等等。
包含宏观反应动力学和本征反应动力学。
2.化学反应工程化学反应工程是一门研究化学反应的工程问题的学科，即以化学反应为研究对象，又以工程问题为研究对象的学科体系。
3.小试，中试小试：从事探索、开发性的工作，化学小试解决了所定课题的反应、分离过程和所涉及物料的分析认定，拿出合格试样，且收率等经济技术指标达到预期要求。
中试：要解决的问题是：如何釆用工业手段、装备，完成小试的全流程，并基本达到小试的各项经济技术指标，规模扩大。
4.三传一反三传为动量传递（流体输送、过滤、沉降、固体流态化等，遵循流体动力学基本规律）、热量传递（加热、冷却、蒸发、冷凝等，遵循热量传递基本规律）和质量传递（蒸馏、吸收、萃取、干燥等，遵循质量传递基本规律），“一反”为化学反应过程（反应动力学）。
5催化剂在化学反应中能改变反应物的化学反应速率（提高或降低）而不改变化学平衡，且本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质叫催化剂。
6催化剂的特征（1）.催化剂只能加速热力学上可以进行的反应。
（2）.催化剂只能加速反应趋于平衡，不能改变反应的平衡位置（平衡常数）。
（3）催化剂对反应具有选择性，当反应可能有一不同方向时，催化剂仅加速其中一种。
（4）.催化剂具有寿命，由正常运转到更换所延续时间。
7活化组份活性组分是催化剂的主要成分，是真正起摧化作用的组分。
常用的催化剂活性组分是金属和金属氧化物。
8.载体催化剂活性组分的分散剂、粘合物或支撑体，是负载活性组分的骨架。
9助催化剂本身没有活性，但能改善催化剂效能。
助催化剂是加入催化剂中的少量物质，是催化剂的辅助成分，其本身没有活性或活性很小，但是他们加入到催化剂中后，可以改变催化剂的化学组成，化学结构，离子价态、酸碱性、晶格结构、表面结构，孔结构分散状态，机械强度等，从而提高催化剂的活性，选择性，稳定性和寿命。
鼓泡流化床内粉煤气化的数值模拟
鼓泡流化床内粉煤气化的数值模拟王海艳;郝振华;房倚天;黄戒介;董立波;张磊;陆慧林【期刊名称】《化学工程》【年(卷),期】2013(41)10【摘要】将应用欧拉双流体模型对鼓泡气化炉内的气化过程进行研究.摒弃传统颗粒动理学理论中颗粒光滑无旋转的假设,引入颗粒的旋转运动,构建粗糙颗粒动理学理论来封闭双流体模型.基于燃烧理论建立粉煤热解、气化模型以及鼓泡床内气固之间以及气体和气体之间的传热、传质模型.采用该模型进行数值模拟计算,分析床内的气固反应过程,对比实验结果表明粗糙颗粒动理学理论适用于模拟鼓泡床气化炉内的反应.【总页数】5页(P45-49)【作者】王海艳;郝振华;房倚天;黄戒介;董立波;张磊;陆慧林【作者单位】中国科学院山西煤炭化学研究所煤转化国家重点实验室,山西太原030001;中国科学院大学,北京100039;中国科学院山西煤炭化学研究所煤转化国家重点实验室,山西太原030001;中国科学院山西煤炭化学研究所煤转化国家重点实验室,山西太原030001;中国科学院山西煤炭化学研究所煤转化国家重点实验室,山西太原030001;中国科学院山西煤炭化学研究所煤转化国家重点实验室,山西太原030001;中国科学院山西煤炭化学研究所煤转化国家重点实验室,山西太原030001;哈尔滨工业大学能源科学与工程学院,黑龙江哈尔滨150001【正文语种】中文【中图分类】TQ545【相关文献】1.鼓泡流化床内稠密气固两相流大涡数值模拟 [J], 郑建祥;宋青雨;陈涛;李时光2.循环流化床生物质气化炉内计算流体动力学模拟--鼓泡流化床内改进的颗粒床模型 [J], 张锴;BRANDANI Stefano3.斜分布板对鼓泡流化床流动特性的影响与数值模拟 [J], 周泉; 姜从斌; 崔坤达; 丁建平; 陈伟; 陈拴柱; 郭进军4.气固流化床内鼓泡行为的离散颗粒数值模拟 [J], 吴春亮;詹杰民5.基于不同曳力模型的鼓泡流化床CFD-DEM数值模拟与试验研究 [J], 白玲;韩晨;徐云峰;周岭;张铃杰;施卫东因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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第３ ４卷 第 ４ 期
２０ ０６年 ８月
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Ｖｏ ． ４ ＮＯ ４ １３ ．
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中图分类号 ： Ｋ１ Ｔ ６ 文献标 识码 ： Ａ
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文章编 号 ： ２ ３２ ０ （０ ６ ０ －４ ７０ ０ ５ －４ ９ ２０ ）４０ １ －５
木 屑在 鼓 泡 流 化 床 和循 环 流 化床 中气 化 特 性 的对 比研 究
陈 平 ， 谢 军 ，阴秀丽 吴创之 陈 勇 ， ，
（ ．中国科学技术大学 热科学 与能源工程 系 ， １ 安徽 合肥 ２ ０ ２ ； ．中国科学院 广州能源研究所 ，广东 广州 ３ ．０ ７ ２ ５ ０４ １６０）
比下 （ Ｒ≤ ． ）Ｃ Ｂ Ｅ ０２ ，Ｆ Ｇ比 Ｂ Ｂ ８ Ｆ Ｇ可 以获得 更高的气 体产率 、 化率 和气体效率 ； 较高 当量 比下 ， Ｅ ＞ ．８ ，Ｆ Ｇ和 碳转 在 （ Ｒ ０２ ）Ｃ Ｂ
ＢＢ Ｆ Ｇ的气体 产率 、 碳转化率 和气体 效率则相差不大 。 关键词 ：生物 质 ； 气化 ； 泡流化床 ； 环流化床 鼓 循
摘
要： 对木屑在 内径分别 为 ０ ３ｍ×０３ｍ 的鼓泡流化 床气 化炉（ Ｆ Ｇ 和 内径 ０ ４ｍ 的循环流化 床气化炉 （ Ｆ Ｇ） 的气 ． ． ＢＢ ） ． ＣＢ 中
化特征 进行了对 比， 重点考 察了当量 比对生物质气化特性 的影 响。实 验结果表明 ， 在相同 当量 比下 ， 由于 Ｃ Ｂ Ｆ Ｇ操作 气速 明显
高于 Ｂ Ｂ ， 内强烈 的气 固传热传 质 ， Ｆ Ｇ床 使得 Ｃ Ｂ Ｆ Ｇ可 以获得 较高的热解速 率 ， 同时可 以使 Ｃ Ｂ Ｆ Ｇ在 较高温 度下运行 。较高 的
运行温度不仅有利于二次裂解气化 反应 ， 使可燃气体质 量明显 好于 Ｂ Ｂ 同时也减少 了燃 气 中焦 油 的量 。在 较低气 化 当量 Ｆ Ｇ，