摘要：流化床反应器在石化和煤化工等重要工业领域应用广泛,在工业流化床反应器中,通常在顶部稀相空间内安装多组旋风分离器,用于分离夹带在出口气流中的颗粒。如何准确预测入口颗粒浓度和粒径分布对合理设计旋风分离器系统并保障其工艺分离性能至关重要。首次基于一套工业流化床反应器,利用mp-pic多相流模型研究了颗粒在稀相空间的夹带行为,重点对比了稀相空间有无旋风分离器组对一级旋风分离器入口颗粒浓度及粒径分布的影响。结果表明,工业流化床反应器由于稀相空间内存在旋风分离器,使局部气体流通面积减少、气速增大、横截面轴向气速不均匀度升高,导致夹带进入旋风分离器中的颗粒量比没有旋风分离器时高很多,这表明采用基于传统小型冷模试验颗粒夹带关联式计算得到的旋风分离器入口浓度大幅低于实际的旋风分离器入口浓度。旋风分离器入口颗粒粒度分布也与密相床层及整个系统中颗粒粒度分布存在一定差异,平均粒径更小。

摘要：超临界水循环流化床煤气化是一种极具发展前景的新型高效洁净煤利用技术,充分了解反应器内两相流动特性是合理设计反应器的基础。本文基于多相流网格质点法(mp-pic),耦合能量最小多尺度(EMMS)模型,实现了超临界水循环流化床的三维全循环数值模拟。研究了主要操作参数温度、初始存料量和提升管流化风速对颗粒质量流量、提升管压降和时均径向空隙率分布等流动特性的影响,对超临界水循环流化床反应器的设计和优化具有重要指导意义。

摘要：多段气化炉反应器主体由下部鼓泡床和上部快速床组成,是一种新型的煤分级转化集成技术。针对三维全循环多段气化炉,采用mp-pic(mult-phase particle in cell,Barracuda)方法模拟了多粒径煤粉颗粒的循环流化过程,研究了鼓泡床高度对气化炉内流动特性的影响。研究发现:①在适当范围内,降低鼓泡床高度,床体更快达到稳定操作状态;②快速床上部颗粒浓度随鼓泡床构体高度增加而降低;③鼓泡床高度的增加使得过渡段上部和快速床下部的细颗粒(<1 000μm)含量增加;④靠近快速床出口截面处最小颗粒的含量随鼓泡床高度增大而单调增加。这些规律对多段气化炉的设计和优化具有参考意义。