摘要：对自主设计的10 MW_(th)化学链燃烧装置进行了全流程全尺度的计算颗粒流体力学(cpfd)模拟,得到了系统内详细的气固两相流流体动力学信息。首先基于经典实验验证了各曳力模型的可靠性,利用优选的EMMSYang曳力模型对系统进行了全流程模拟,分析了系统内的压力平衡,之后分析了系统内的固体循环流量,反应器内固含率分布、压力分布等关键参数,补充了实际运行过程中难以测量的细节信息,同时可以指导操作条件优化及反应器调控策略。模拟结果显示,系统实现了良好的压力平衡,空气反应器出口固体循环流量达到103.80 kg/s,燃料反应器出口固体循环流量达到40.10 kg/s,底部返料阀返料顺畅,使得系统快速达到稳定运行状态。

摘要：本文对华中科技大学自主设计的50 kWth化学链燃烧双循环流化床进行全床尺度的计算颗粒流体力学（cpfd）模拟。cpfd提供了反应器内气固流动和化学反应的详细信息,不仅是对实验难以测量的细节信息的补充,而且可用于优化实验操作条件和指导反应器设计优化和放大。该实验装置以天然赤铁矿为氧载体,以煤为燃料。首先对床内气固两相反应流动进行分析,比较实验和模拟得到的气相组分出口浓度,验证了cpfd模拟的可靠性。之后重点分析反应器间的固体循环流量、系统压力分布、固相浓度分布、煤转化过程关键信息。最后基于模拟分析,提出了优化操作工况,模拟结果显示可提高CO2气产率和燃烧效率。本文结果表明cpfd模拟可为化学链燃烧反应器的设计和运行提供重要的参考依据。

摘要：深入认识和掌握流化床内气固两相流动规律和反应机理对于UO_(2)氢氟化流化床的工程应用具有重要意义。传统的实验方法研究成本高、周期长,因此,数值模拟方法成为更多科研设计人员的选择。基于计算颗粒流体力学(cpfd)建立了UO_(2)氢氟化二级流化床的数学模型,筛选了适用于UO_(2)-UF 4体系的曳力模型,推导出了氢氟化反应的阿伦尼乌斯方程。在该模型的基础上,研究了HF进气方式、操作气速、固体颗粒直径对流化质量的影响。仿真结果表明,目前设计参数合理,氢氟化二级流化床可形成良好的温度分布,转化率接近生产要求。基于cpfd方法建立的氢氟化数学模型可较准确模拟流化床反应器的运行情况,可为流化床反应器的放大设计和运行调试提供参考依据。

摘要：小试及工业试验结果表明,固体非氨基脱硝剂对NOx的脱除率较高,且不产生氨逃逸。固体非氨基脱硝剂工业应用的关键点是脱硝系统的管道设计,利用气力输送将脱硝剂颗粒由缓存料仓转料至仓式气力输送罐并喷射进入烟道,实现连续喷剂。本文基于稀相气力输送理论及经验公式,对脱硝系统输送管道的主要参数进行计算,并运用cpfd模拟软件进行模拟计算。模拟结果证明,设计得到的管道结构较为可靠。

摘要：采用计算颗粒流体力学(cpfd)方法对某660 MW超临界循环流化床锅炉的炉膛、分离器和下部料腿进行了模拟,分析了锅炉负荷、分离器出口压力、一二次风配风和非均匀二次风对各回路固体流率的影响。结果表明:在稳定性分析中,压力模拟值与锅炉运行数据的平均偏差为9.6%,循环回路固体流率平均值与设计物料流量的平均相对偏差为9.49%;中间循环回路固体流率较高,回料口与中间分离器的非对应布置对左、右半炉的总固体流率影响不大;较高的分离器出口压力对不同回路固体流率的分布影响较大,当出口压力较低时,其影响减少;均匀性最好的配风比为50∶50,在此条件下,分离器固体流率的相对极差为5.97%;当炉膛中部的二次风量减少至24%时,相对极差减小到8.45%。