片狀顆粒在流化床內流化特性實驗研究及數值模擬.pdf

1、目前，化石能源消耗持續增加，我國的減排壓力形勢嚴峻。越來越多的非常規燃料用于鍋爐燃燒，如油頁巖、生物質及生活垃圾等，其儲量豐富極為豐富，發展潛力巨大。循環流化床燃燒技術（CFBC）具有良好的燃料適應性、低溫燃燒、低 SO2、NOx排放等優點，為油頁巖燃燒、生物質燃燒及垃圾焚燒等技術注入了新的活力。但是與煤不同的是，這些固體燃料顆粒破碎或擠壓成型后往往呈片狀或針狀，顆粒球形度較差，燃燒中容易出現溝流等流化不良現象，影響燃料燃燒。本文在一小

2、型冷態流化床實驗臺上，研究了不同粒徑、密度及布風板形式對片狀顆粒流化特性的影響，并采用雙流體模型對顆粒在流化床內的氣固運動特性進行了三維數值模擬，數值模擬結果與實驗現象吻合良好，證明了所選模型的正確性。研究得到的結論如下：
　　通過冷態實驗研究發現：實驗測得臨界流化速度能夠與 Wen-Yu關聯式計算數據很好的吻合，并通過實驗數據擬合出適合計算片狀顆粒臨界流化速度的實驗關聯式；15°∧型布風板能夠增強顆粒橫向擴散，改善溝流等流化不良

3、現象；15°∧型布風板臨界流化速度較其余布風板??；∧型布風板在近壁處形成內旋流，顆粒濃度達到峰值，顆粒易向一側聚集，傾角越大，這種趨勢越明顯，越容易造成翻床現象；因此，傾角較小的∧型布風板能夠有效改善片狀顆粒流化不良現象。
　　通過數值模擬發現：模擬的床層壓降值與實驗值吻合良好，說明了非球形顆粒曳力模型的準確性；片狀顆粒在流化床內徑向分布呈中心區域低，邊壁區域高的“環-核”流動結構；顆粒的軸向速度分布呈中心區域速度為正顆粒向上流動