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1、新型V型下降管式熱解液化系統(tǒng)以固體熱載體陶瓷球?yàn)榧訜岱绞?,能夠?qū)崿F(xiàn)生物質(zhì)快速升溫?zé)峤庖夯?。由于反?yīng)管內(nèi)溫度很高,生物質(zhì)粉在進(jìn)入下降管的瞬間就初步熱解為半焦,因此研究陶瓷球與生物質(zhì)半焦之間的分離更具實(shí)際意義。在這一工藝中為了保證實(shí)驗(yàn)的持續(xù)性及有效地對(duì)熱載體余熱資源進(jìn)行回收重利用,同時(shí)避免半焦顆粒進(jìn)入熱載體換熱器后燃燒爆炸,熱載體與熱解半焦顆粒的分離極為重要。但是目前對(duì)于V型下降管系統(tǒng)分離箱內(nèi)顆粒分離規(guī)律研究較少。為了研究陶瓷球熱載體與生物
2、質(zhì)半焦顆粒分離過程,進(jìn)而獲得分離裝置實(shí)驗(yàn)參數(shù),設(shè)計(jì)制作了V型下降管冷態(tài)實(shí)驗(yàn)裝置,并利用高速攝影技術(shù)和粒子圖像測(cè)速儀對(duì)不同陶瓷球粒徑、質(zhì)量比、抽氣位置以及圓形出口和方形出口條件下的顆粒分離規(guī)律進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。主要包括以下幾個(gè)方面的研究?jī)?nèi)容:
首先根據(jù)實(shí)際熱解反應(yīng)裝置的要求對(duì)V型下降管分離實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行了總體設(shè)計(jì),包括喂料系統(tǒng)、抽氣系統(tǒng)及分離系統(tǒng)等各個(gè)方面。分別對(duì)陶瓷球單體顆粒的流動(dòng)和陶瓷球與生物質(zhì)半焦混合顆粒流動(dòng)分離進(jìn)行了一系列預(yù)實(shí)
3、驗(yàn),實(shí)驗(yàn)證明,該裝置能夠保證熱載體和生物質(zhì)半焦顆粒喂料流暢、穩(wěn)定、均勻,能夠滿足實(shí)驗(yàn)所需要的兩種顆粒不同混合質(zhì)量比的要求。
其次應(yīng)用PIV和高速攝影技術(shù)研究陶瓷球熱載體在不同質(zhì)量比例混合下料時(shí),分離箱內(nèi)的分離情況,分別改變陶瓷球粒徑、出口形狀及抽氣位置重復(fù)進(jìn)行以上實(shí)驗(yàn),得到陶瓷球和生物質(zhì)半焦顆粒運(yùn)動(dòng)軌跡和其它的運(yùn)動(dòng)參數(shù)。最后通過顆粒運(yùn)動(dòng)軌跡得到分離箱內(nèi)篩網(wǎng)的尺寸和傾斜角度,這是最重要的一方面。
通過兩種不同陶瓷球粒徑
4、(2mm、3mm),四種不同喂料比例(30:1、40:1、50:1、60:1),兩種出口形狀(圓口、方口)的實(shí)驗(yàn)研究,得到以下結(jié)論:
1.兩種混合顆粒在V型下降管中流動(dòng)時(shí),陶瓷球?qū)ι镔|(zhì)半焦顆粒的攜帶作用明顯,且隨著反應(yīng)管出口與水平方向的角度變大,水平長(zhǎng)度變長(zhǎng),管口滯留顆粒增加直至堵塞在出口處無法正常流出。
2.通過PIV測(cè)得出口處陶瓷球單相流動(dòng)時(shí)速度分布曲線,加入生物質(zhì)半焦后,測(cè)得出口處生物質(zhì)半焦顆粒速度分布曲線,
5、不同質(zhì)量比之間出口處速度分布變化不大。
3.通過高速攝影技術(shù)對(duì)分離過程中陶瓷球顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行跟蹤,得到了陶瓷球顆粒群最內(nèi)側(cè)的軌跡圖,并進(jìn)行擬合得到擬合方程,分析了抽氣位置和質(zhì)量比、陶瓷球粒徑和出口形狀對(duì)擬合方程a值的影響關(guān)系。陶瓷球單相流動(dòng)和質(zhì)量比較高時(shí)如60:1受抽氣位置的影響較小,隨著質(zhì)量比的增大,a值呈減小的趨勢(shì);2mm陶瓷球較3mm陶瓷球a值大,而圓口較之方口a值波動(dòng)較大。最后依據(jù)不同情況下陶瓷球軌跡曲線確定篩網(wǎng)的
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