管內(nèi)陶瓷球與粉狀生物質(zhì)半焦顆粒流動特性的研究.pdf

1、下降管式熱解液化裝置是國內(nèi)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的反應(yīng)器。在反應(yīng)器內(nèi)，陶瓷球作為熱載體對生物質(zhì)粉加熱，使其發(fā)生熱裂解，因此要研究下降管反應(yīng)器的熱解機理和工藝過程，必然涉及到顆粒在反應(yīng)管內(nèi)的流動特性，本研究對陶瓷球顆粒(粒徑為1.5～2mm)、生物質(zhì)半焦顆粒(60～80目)和二者混合顆粒在豎直管內(nèi)的流動特性和速度分布進行了實驗研究。 結(jié)合PIV測試系統(tǒng)的要求，設(shè)計制造了一套PIV顆粒流動實驗臺，陶瓷球和生物質(zhì)半焦的喂料實驗表明，漏斗形喂

2、料裝置和生物質(zhì)半焦震動喂料器能夠?qū)崿F(xiàn)精確定量下料，實驗可重復(fù)性強。 實驗分別在抽氣和自由端兩種條件下，對豎直管內(nèi)顆粒的速度進行了測量，并對不同抽氣量下(10m3/h.15m3/h，20m3/h.25m3/h，30m3/h，)和不同測試段的生物質(zhì)半焦和陶瓷球的速度分布進行了測量和比較，進而得到顆粒在管內(nèi)的速度分布曲線。 自由端時，陶瓷球和生物質(zhì)半焦在管內(nèi)的速度分布都呈現(xiàn)出中間區(qū)域大，靠近管內(nèi)壁區(qū)域速度明顯減小。而抽氣時，管

3、內(nèi)生物質(zhì)半焦中間區(qū)域的速度呈直線分布，同測試段的速度大于自由端；不同測試段生物質(zhì)半焦和混合顆粒的速度分別隨著抽氣量的增大而增加，對于陶瓷球，抽氣對其速度影響很小，但漏斗出口下端加篩網(wǎng)與不加篩網(wǎng)相比，篩網(wǎng)使得陶瓷球在管內(nèi)的速度分布更均勻。 利用Stokes顆粒沉降速度公式計算出生物質(zhì)半焦的最終沉降速度并與管內(nèi)生物質(zhì)半焦的最終速度進行比較。下落高度h=1200mm時，分析得出一臨界抽氣量( Q=11m3/h)，抽氣量大于此臨界值時，

4、此測試段生物質(zhì)半焦的速度大于自由端時的速度，抽氣量小于此臨界值時，生物質(zhì)半焦的速度小于自由端的速度。抽氣時生物質(zhì)半焦的實測速度與管內(nèi)氣流的理論速度進行比較，結(jié)果表明，生物質(zhì)半焦的速度取決于抽氣氣流的速度。 自由端時，生物質(zhì)半焦在管中心的速度最終穩(wěn)定在約0.8m/s，抽氣時( Q=15m3/h)約為1.2m/s?；旌项w粒中生物質(zhì)半焦的速度分布結(jié)果表明：混合顆粒的速度大于單獨生物質(zhì)半焦的速度：抽氣時混合顆粒的速度大于自由端時混合顆粒