用于電石生產(chǎn)新型反應(yīng)器的開發(fā)及流動性能研究-wenkub.com
2025-06-20 14:23 本頁面
【正文】 （6）反應(yīng)器內(nèi)固體顆粒濃度在其徑向上的分布隨著進料速的增大而增大，同一進料速度下，在反應(yīng)區(qū)固體顆粒濃度從床層中心到床層壁面處一直在增大，且趨勢很明顯；在過渡區(qū)固體顆粒濃度在徑向上的分布還是從床層中心點到接近壁面處在增大，增大的趨勢在變緩；在預(yù)熱區(qū)固體顆粒濃度隨著無因次半徑 r/R 的增加而增加，在接近壁面處，顆粒濃度達到最大，在徑向位置r/R=，尤其是在接近床層邊壁時，增大的趨勢很明顯。 （4）反應(yīng)器內(nèi)顆粒濃度在其徑向上的分布隨著噴射氣速的變大而減小。 對氣流床反應(yīng)器實驗體系的研究表明： （1） 在單相氣流情況下，床層壓降隨著噴射氣速的增大而減小，但是減小的趨勢在變緩；在氣固兩相情況下，床層壓降隨著噴氣速度的增大而增大，但是增長的趨勢變小，當(dāng)固體顆粒進料速度增大時，床層的壓降在變小；床層的壓降隨著進料速度的增大而減小，減小的幅度不大。同一軸向位置點的固體顆粒濃度隨著表觀氣速的增加先降后升。 （3）在相同的床層軸向位置處，表觀氣速越大則床層局部平均氣含率越高。 （2）表觀氣速增加時床層局部平均氣含率隨氣速的增加而增加。對于鼓泡床反應(yīng)器實驗體系，在冷態(tài)條件下，重點考察不同操作條件和不同內(nèi)構(gòu)件的情況下床層內(nèi)氣含率、固含率及大小氣泡分布的變化規(guī)律，據(jù)此分析反應(yīng)器的可行性；與此同時對氣固床反應(yīng)器實驗體系進行冷態(tài)實驗，考察了反應(yīng)器的全床層壓降、床層內(nèi)局部氣速沿反應(yīng)器軸向分布以及其徑向分布、反應(yīng)器內(nèi)部顆粒濃度沿床層軸向及徑向的分布情況。作為開發(fā)的第二步提出氣流床反應(yīng)器技術(shù)，也即在反應(yīng)器內(nèi)分區(qū)進行炭燃燒和電石合成反應(yīng)，此反應(yīng)器分為預(yù)熱區(qū)、過渡區(qū)、反應(yīng)區(qū)三個部分，此反應(yīng)器不但能使生產(chǎn)效率提高而且能夠降低能耗，減少環(huán)境污染，有很好的推廣應(yīng)用市場。 在探索淤漿鼓泡床反應(yīng)器的基礎(chǔ)上，本文又繼續(xù)探索了另一種用于電石生產(chǎn)的反應(yīng)器氣流床反應(yīng)器。 本課題的研究內(nèi)容及意義 本實驗的研究內(nèi)容 本課題根據(jù)新型電石生產(chǎn)工藝的特點，首先選取淤漿鼓泡床反應(yīng)器進行初步研究。 （4）顆粒速度的測量。隨著科技的進步，最近幾年光纖顆粒濃度測量方法[37]被不少研究人員采用。近年來，由于科技的進步，一些高端設(shè)備被引入此領(lǐng)域來，例如采用美國 TSI 公司生產(chǎn)的 TSIIFA300 型熱線熱膜風(fēng)速儀來測量局部氣體速度，此方法方便快捷準(zhǔn)確，缺點是設(shè)備比較昂貴。其簡單、方便、直觀，但是存在著觀察誤差大，工作效率低等缺點。具體而言，主要研究氣流床內(nèi)壓力的變化、氣體和固體顆粒在床內(nèi)的運動速度、固相濃度沿軸向及徑向的分布等。 （3）顆粒形狀。沉降法：當(dāng)被分析的固體顆粒較小時（小于 mm），此方法可以廣泛的運用。激光粒度分析法，它即可分析固體顆粒，也可以分析噴霧顆粒、干粉樣品、濕泥樣品，這種方法與計算機配合可使分析過程非常迅速。通過先進的檢測技術(shù)，既可以對流化床的流動性能有深入的了解，同時也促進了測試手段的進步和發(fā)展。 （5）反應(yīng)器內(nèi)氣流和固體顆粒流動很劇烈、很充分，所以氣固相間傳質(zhì)速率較高。流化床反應(yīng)器的有以下幾個特點[34]： （1）固體顆粒的能夠連續(xù)輸入和輸出。在目前已有的流化床反應(yīng)器的基礎(chǔ)上，又根據(jù)新型電石生產(chǎn)工藝，設(shè)計出一種氣流床反應(yīng)器，其結(jié)構(gòu)見圖如13所示。由于其氣固兩相返混劇烈，傳熱、傳質(zhì)效率高等特點已在電力、石油、化工、冶金、能源環(huán)保和核工業(yè)等行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用[3031]。近些年來，差壓傳感器法用來測量床層的壓降被廣泛的運用[28]，此方法是傳感器一端探頭在床層內(nèi)，另一端和計算機連接，當(dāng)進行連續(xù)操作時，傳感器能夠連續(xù)實時的測量數(shù)據(jù)并別計算機采集，此方法準(zhǔn)確迅速方便，大大提高了工作的效率，已被大量的運用在淤漿鼓泡床的研究之中。 （2） 固含率的測定 在氣液固三相床中，測量固含率的方法有很多種，電導(dǎo)探針法和射線法[27]是比較常用的兩種方法。在氣液固三相的床層內(nèi)，高強度的新聞燈照射反應(yīng)器時，光線穿過氣泡和液固后在 CCD 的拍攝的相片中會得到灰度不一樣的圖片，通過分析此影像來確定關(guān)于大小氣泡才一些運動規(guī)律。此方法高效、快捷、準(zhǔn)確性高，近些年來得到了廣泛的運用。在用于電石生產(chǎn)的鼓泡反應(yīng)器中，液面內(nèi)部存在大小氣泡以及反應(yīng)物顆粒，其中，分散的氣泡含配料炭顆粒，作用相當(dāng)于分隔的燃燒室，CaO顆粒分散在連續(xù)的 CaC2溶體內(nèi)；氣相中過量的炭顆粒經(jīng)氣液界面連續(xù)傳遞至液相與 CaO顆粒接觸并生成電石溶體。文獻中研究氣泡的方法多種多樣，但大部分方法都基于 Krishna 等[21]提出的“大小氣泡”這種模型。 ④固體濃度：當(dāng)床層內(nèi)固體顆粒濃度增大時，固相含率的分布變的均勻。固含率隨床高由底部分布板向上逐漸減小，其徑向分布中間濃度低，靠近壁面濃度高。 （2） 固相含率及其分布 固體顆粒懸浮在液體中，主要受來自液體的曳力和湍動分散、以及氣泡尾渦的作用而處于流化狀態(tài)。 4) 固含率：Sade 等人[15]報道，當(dāng)固含率.%5vol 時，反應(yīng)器內(nèi)的平均氣含率與氣液二相鼓泡床層差別不大；但 Kara[16]等人發(fā)現(xiàn)即使固含率較低時氣含率隨固含率也有明顯變化。關(guān)于氣含率隨各因素的變化關(guān)系總結(jié)如下： 1) 表觀氣速：在一般情況下，床層平均氣含率隨表觀氣速的增大而增大，在均勻鼓泡區(qū)，局部氣含率與氣速速度成線性關(guān)系，但是在劇烈湍動流下，床層[11]。 相含率的分布 淤漿鼓泡床反應(yīng)器中的相分散是非常重要的問題，相分散指的是氣、液和固相三相在床層中的分散、運動和接觸狀態(tài)，相應(yīng)的表
環(huán)評公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1