论文摘要
作为一种高效的气固反应器,常压循环流化床已应用于发电、化工和冶金等领域。加压循环流化床与常压循环流化床相比,具有气相密度大、气固混合均匀、流化质量好等优点。目前大多数对加压循环流化床的研究是以FCC为背景,应用于煤燃烧和气化的研究和开发工作尚处于起步阶段。本论文是以煤燃烧和气化为背景进行的研究。建立了循环流化床加压煤气化热态试验台,试验台本体提升管高2000 mm、直径58 mm,以大同煤为原料进行了初步试验研究,取得了一些探索性的试验结果。在小型冷态加压鼓泡流化床实验台上,分别采用河砂和玻璃球作为床料,研究了压力对临界流化速度的影响。实验结果表明,大颗粒的临界流化速度受压力的影响更大。在冷态加压旋风分离器实验台上,研究了压力、窜气率和入口固/气质量比对旋风分离器压降的影响。旋风分离器的进出口压降随着压力的增大而增大,随着窜气率和入口固/气质量比的增大而减小;当窜气率χ＜4%时,分离效率的变化较小;当窜气率χ＞4%时,分离效率随窜气率的增大而减小;建立了适用于计算在加压、入口固/气质量比较大、有窜气条件下旋风分离器压降的计算模型。在冷态加压返料器实验台上,研究了压力对返料速率的影响。当返料器流化风的流化数和松动风的流化数不变,仅改变返料器的操作压力时,返料器的返料速率基本保持不变。通过压力分布分析的方法,结合实验结果,建立了加压循环流化床循环回路的压力平衡模型,对加压循环流化床的设计准则进行了分析讨论。
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摘要ABSTRACT符号表目录第一章 绪论1.1 研究背景1.1.1 气固循环流态化技术的发展及工业应用1.1.2 加压流态化技术的发展与工业应用1.2 研究现状1.3 本论文研究的主要内容第二章 循环流化床加压煤气化试验研究2.1 概述2.1.1 研究背景2.1.2 研究现状2.1.3 中国的煤气化技术研究进展2.2 循环流化床加压煤气化试验台2.2.1 基本设计方案2.2.2 循环流化床加压煤气化炉的本体设计2.2.3 压力釜的设计2.2.4 PCFBG100试验台的辅助系统2.3 循环流化床加压煤气化试验台的调试与改造2.3.1 循环流化床加压煤气化试验台的冷态调试2.3.2 循环流化床加压煤气化试验台的点火启动与改造2.4 循环流化床加压煤气化的初步试验2.4.1 煤气化试验所用煤的性质2.4.2 试验过程2.4.3 试验结果2.4.4 分析与讨论2.5 结论第三章 压力对临界流化速度的影响3.1 引言3.2 实验原理及实验装置3.2.1 实验原理3.2.2 实验装置3.2.3 实验过程3.2.4 实验固体颗粒物料特性3.2.5 实验台调试及改造3.3 实验结果及分析3.3.1 实验结果3.3.2 模型（计算临界流化速度的方法）3.3.3 分析与讨论3.3.4 宽筛分物料临界流化速度的计算3.3.5 临界流化速度经验关系式的应用3.4 结论第四章 加压条件下旋风分离器压降的研究4.1 概述4.2 实验系统与实验过程4.2.1 实验装置4.2.2 实验参数的测量与计算4.2.3 实验步骤4.2.4 实验固体颗粒特性4.3 实验结果与讨论4.3.1 压降的定义和测量4.3.2 实验结果4.3.3 操作参数对分离器压降的影响4.4 旋风分离器压降计算模型4.4.1 前人对旋风分离器压降模型的研究4.4.2 分离器压降通用模型的建立4.4.3 旋风分离器压降通用计算模型可信度分析4.5 结论第五章 加压条件下返料器性能的研究5.1 概述5.2 实验系统及实验步骤5.2.1 实验装置5.2.2 实验参数的测量与计算5.2.3 实验步骤5.2.4 实验物料的特性5.3 实验结果及讨论5.3.1 系统操作压力对返料速率的影响5.3.2 返料风流化数对返料速率的影响5.3.3 固体颗粒粒径的影响5.4 结论第六章 加压循环流化床压力平衡模型研究6.1 概述6.2 循环回路压力平衡模型6.2.1 模型描述6.2.2 各部分压降分析和计算6.2.3 分析与讨论6.3 加压循环流化床燃烧炉的设计6.3.1 加压循环流化床燃烧炉的设计准则6.3.2 加压循环流化床燃烧炉设计实例6.4 结论第七章 结论与展望7.1 结论7.2 未来工作展望参考文献附录1 循环流化床加压煤气化初步试验结果附录2 不同研究者的计算值和实验值的比较附录3 不同研究者的计算值的相对误差附录4 旋风分离器实验条件和实验结果攻读博士学位期间发表的学术论文与研究成果参与科研课题致谢
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