流化床内石英砂的热破碎及其灰色预测模型
流化床中介质的流态化特性研究郭晓慧

郭晓慧,司慧,袁飞武,等.流化床中介质的流态化特性研究[J ].江苏农业科学,2013,41(1):242-244.流化床中介质的流态化特性研究郭晓慧,司慧,袁飞武,樊超,王霄,李龙(北京林业大学工学院,北京100083)摘要:在生物质热裂解技术中,介质作为流化床中生物质反应的载体,其流态化特性的好坏是制取高品质生物油的决定性因素之一。
分别对石英砂、陶瓷球、高铝矾土3种常用介质进行不同粒径条件下的冷态流化特性试验,比较分析得出,粒径越大介质流化越缓慢,其临界流化速度越大;流态化特性最佳的介质是0.45 0.60mm 粒径的石英砂,通过流体分析软件FLUENT 对该介质进行流态化模拟,证实其流化效果符合BL -SCFB -4型生物质热裂解装置试验的要求。
关键词:流化介质;流化床;流态化中图分类号:S220.2文献标志码:A文章编号:1002-1302(2013)01-0242-03收稿日期:2012-06-11基金项目:国家林业局“948”引进项目(编号:2012-4-19);国家农业科技成果转化资金(编号:2010GB23600654)。
作者简介:郭晓慧(1984—),女,硕士研究生,山西大同人,研究方向为机械设计及理论、生物质能源化利用技术。
E -mail :gxh1004@163.com 。
通信作者:司慧,博士,副教授,研究方向为生物质能源化利用技术、机械设计及理论。
E -mail :sihui@bjfu.edu.cn 。
生物质热裂解是我国近些年来兴起的一种生物质能转化技术,它能够将难以利用的固体生物质转化为液态生物油,这种油经过处理可代替石油做化工原料和燃料等,有助于缓解能源压力,同时减少环境污染。
生物质热裂解的副产品清洁燃气和固体炭,可用来做气体燃料、活性炭和固体燃料,整个热裂解过程基本无废物排放,发展生物质热裂解技术具有广阔的前景[1]。
流化介质作为生物质热裂解在流化床反应器中反应的载体,是决定生物质能否充分热解的关键因素之一。
灰色预测模型在煤焦气化过程中的应用及动力学分析

70 5 80 0 8 0 ℃ 5 9 0℃ 0 9 0 ℃ 4
O 1 55 O 1 87 0 4 2 7l . 1 8 . 7 5 . 7 5 . 0 B . 8 5 . 5 0 7 0 3 0 8 2 0 0 8 20
O 1 00 O 2 25 0 5 42 0 8 11 0 9 3 7 0 9 3 2 . 3 9 . 1 1 . 0 6 . l O . 3 3 . 1 0
时J/ n 一 ' ml  ̄ j
7 0℃ 0 5 0
6 0
其中 ,
‘() :∑ ‘( ; 。 ( ,, () ) =1 …, 2 ) 3
的紧邻均值生成序列 : z = (‘ ( ) ‘ ( ) ( ) Z 2 ,名 3 ,… ,z (,) ‘ 1 7 )
式中: 为反应速率常数 ; 为反应级数 ; 为煤 焦转化率。 通过研究 ,谢克昌等 旧 认为未反应 收缩 核
模型对煤焦的 C : O 气化数据进行处理的效果 比较 好 ,其表达式为
警 3( = 1) k 一
温 度 的关 系为
=
( 9 ) () 1 0
用 Arei 经验方程表达反应速率常数 与 r ns h u
整理实验数据 ,求得 动力学 参数结果 如表 5
所示 。
表 5 表观活化能与指前 因子 的数值
T b 5 Th p a e ta tv to n r y a d t e v l e a . e a p r n c a n e e g n h au s i i o x o e t a t r fe p n n i f c o l a
度范 围内,反应机 理不变 ,则活化 能数值 不变 , 好地预测出不同时刻煤焦的气化率 ,进 而可以详
基于灰色预测模型的水煤浆输送管道冲蚀磨损寿命预测

化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2023 年第 42 卷第 7 期基于灰色预测模型的水煤浆输送管道冲蚀磨损寿命预测王硕1,2,张亚新2,3,朱博韬1,2(1 新疆大学化工学院,新疆 乌鲁木齐 830000;2 新疆大学煤炭清洁转化与化工过程自治区重点实验室,新疆 乌鲁木齐 830000;3 新疆大学省部共建碳基能源资源化学与利用国家重点实验室,新疆 乌鲁木齐 830000)摘要:固液两相流广泛出现在煤化工生产过程中,管道输送系统受固液两相流介质冲蚀磨损尤为严重,系统突发性失效风险极高,已成为煤化工装置安全生产与稳定运行的重大隐患。
降低生产安全风险,保障管道系统安全可靠运行,开展冲蚀磨损寿命预测研究是煤化工设备完整性研究的关键一环。
本文以新疆某煤化工企业水煤浆汽化炉进料管为研究对象,应用ANSYS 2021R1软件进行数值模拟分析,确定弯管冲蚀磨损主要位置与短期内冲蚀磨损减薄量,为预测模型建立提供原始序列,通过灰色预测理论分别建立GM(1,1)模型、无偏GM(1,1)模型以及灰色马尔科夫模型完成对弯管冲蚀速率的预测,并结合SY/T 6151—2009《钢质管道管体腐蚀损伤评价方法》得出该管道服役寿命与检修周期。
结果表明:冲蚀磨损减薄主要集中在弯管轴向70°左右,且在工艺条件相同的情况下冲蚀磨损减薄的最大位置不随时间变化发生移动。
无偏GM(1,1)模型与灰色马尔科夫模型在中长期预测中优势显著,且灰色马尔科夫模型更适宜长期预测工作。
所涉及的水煤浆汽化炉进料输送弯管服役寿命为570天左右,在弯管投入使用450天后冲蚀减薄量增长显著,需要定期开展该弯管重点部位的监测与预防性维护。
关键词:两相流;冲蚀磨损;数值模拟;灰色预测系统;寿命预测中图分类号:TQ051 文献标志码:A 文章编号:1000-6613(2023)07-3431-12Prediction of erosion life of coal water slurry pipeline based on greyprediction modelWANG Shuo 1,2,ZHANG Yaxin 2,3,ZHU Botao 1,2(1 College of Chemical Engineering, Xinjiang University, Urumqi 830000, Xinjiang, China; 2 Provincial Key Laboratory ofCoal Clean Conversion and Chemical Process, Xinjiang University, Urumqi 830000, Xinjiang, China; 3 State Key Laboratory of Carbon-based Energy Resources Chemistry and Utilization, Xinjiang University, Urumqi 830000, Xinjiang, China)Abstract: Solid-liquid two-phase flow is widely appeared in the coal chemical production process, two-phase solid-liquid flow erosion is a particular problem in the pipeline transportation system, and the potential for sudden system failure is extremely high and this has become a major hidden hazard for the safe production and stable operation of coal chemical plants. To reduce the production safety risk and ensure the safe and reliable operation of pipeline system, the study on the prediction of erosion life was a key part of the research on the integrity of coal chemical equipment. Taking a coal-water slurry vaporizer feed pipe of a coal chemical plant in Xinjiang as the research object, ANSYS 2012R1 software is applied to conduct numerical simulation analysis to determine the main location of the bend tube erosion and the研究开发DOI :10.16085/j.issn.1000-6613.2022-2208收稿日期:2022-11-29;修改稿日期:2023-03-17。
流化床内煤的热破碎实验研究

采用 0 2—0 35m 的石 英 砂 作 为 流化 床料 , 个 工 况 放 入 . .5 m 每 2 0g床料 。 0 实 验利用 N 作为 实验气 氛气 体 , 设计 气体流 量为 11 m。h . / 。温度 拟采用 70℃ 、0 和80o N 5 80℃ 5 C。
实验所采用的反应器为一台小型流化床实验装置 , 如图 l 所示。该实验 台主体是 由预热段和反应 段构成 , 由电炉丝进行加热 , 均 其中下部横向布置的电炉为预热段 , 主要将气体预热到接近试验所需工 况 的温度 , 上部 的反 应 段 为 小 型 流 化 床 装 置 , 主要 用 于 实 验 样 品 的 反 应 。加 热 升 温 装 置 采 用 X A MT 2 0 型 温度控 制仪对 实验 台进行 控制 升温 , 21 温度测 量 装置 采用 A in 47 A数据 采集 器对 反应 炉 内 get 90 l 3 床温 进行 在线 监测 。实验 中还采 用空压 机对实 验 台进 行 空气 吹扫 。
对 反应 后 的样 品 进行 筛分 特 性 分 析 , 录不 同粒 径 记 范 围下样 品 的颗 粒 数 。采 用 一 次 破 碎 率 和破 碎 比来 分
( )实验 方法 和数 据处理 2
.
开启 XM A20 T 2 1型温度控 制仪 , 定 目标 床 温 。量 设 取硅 砂 20g 0 。装 入 反 应 段 。 当达 到 预 定 床 温 时 , 人 通 N, 流速为 11 h . / 。将准备 好 的煤 样 颗 粒 2 m 0粒 , 速 迅
东 北
第2 8卷第 6期
20 08年 1 2月
电
力
大
学
学
报
Vo . 8. . 12 No 6 De ., 0 8 c 2 0
流化床内生物质石英砂双组分混合流动混沌递归分析

双循环流化床石英砂颗粒流动特性研究

双循环流化床石英砂颗粒流动特性研究杨新;闫俊伏;麻哲瑞;许文良【期刊名称】《华北电力大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2018(045)003【摘要】流化介质的流动特性是影响双循环流化床稳定运行的关键.在自行搭建的双循环流化床系统上,分别进行提升管风速、气化室风速、初始床层物料量对颗粒循环流率、两床压降的影响的实验研究,发现:随着气化室风速增加,循环流率和气化室压降增加变化不明显,提升管压降呈现一定增加趋势;随提升管风速的增加,颗粒循环流率和气化室压降增加,但提升管压降减小;随初始床层物料增加,颗粒循环流率、提升管压降和气化室压降均呈现增加趋势.通过对流化介质流动特性影响因素的研究,可初步掌握系统内的物料浓度分布,为双循环流化床的运行控制提供一定的指导参考.【总页数】7页(P81-87)【作者】杨新;闫俊伏;麻哲瑞;许文良【作者单位】华北电力大学能源动力与机械工程学院,河北保定071003;山西兴能发电有限责任公司,山西太原030206;华北电力大学能源动力与机械工程学院,河北保定071003;华北电力大学能源动力与机械工程学院,河北保定071003【正文语种】中文【中图分类】TK229【相关文献】1.双循环流化床提升管中气固流动特性及接触效率研究 [J], 韩超一;吴文龙;陶蕾;李春义2.三维流化床内生物质及石英砂混合颗粒的流动特性 [J], 顾佳雯;仲兆平;王恒3.木屑-石英砂喷动流化床内流动特性研究 [J], 陈明强;姚运金;任铮伟;李庭琛;颜涌捷4.基于粗糙颗粒动理学流化床内颗粒与幂律流体两相流动特性的数值模拟研究 [J], 田瑞超; 王淑彦; 邵宝力; 李好婷; 王玉琳5.油菜秸秆颗粒-石英砂在导向喷动流化床内的流动特性 [J], 乔晓晖;黄凤洪;杨湄;刘昌盛因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
【国家自然科学基金】_石英砂_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140731
161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176
低渗透油藏 亲油亲水比 交流阻抗谱 二氧化碳 二氧化氯 乙烯 ζ 电位 x射线衍射 x-100 washburn方程 triton x-100 triton sic mis11 h_2/co比 230th测年
2008年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
相对密实度 相似条件 相似材料 盐岩 界面张力 电动流动全分析系统 甲烷 生物质 珊瑚礁 环境工程 玉石 片状结构砂 煤炭气化 煤气化炉 焦炭 热裂解 热效应 激波 滤料 湿润 淹水 混合 润湿性 浸润性 海螺沟冰川 流态化 流化床 流动电位 流动度 油气储库介质 油井 沉积环境 水热合成 水处理滤料 氨基酸 气化炉 气候环境变化 气-固两相流 毛细屏障 正十六烷 极化曲线 机制 札达盆地 最小流化速度 方石英 料高 料珠和料管 效能 改性滤料 搅拌檀 搅拌桨 提高采收率 抛撒 承载力
推荐指数 6 3 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
扫描电镜 微生物采油 微波 微柱电泳 微形态特征 微小流化床 循环荷载 强度测试 开孔率 应变率 床径 床层压降 干湿交替 层裂 射流深度 导热系数 娘子关泉域 大庆油田 多相流动 多热源 多孔弹性填料 复合镀渗 声场射流流化床 增溶 堆密度 基质势 地质力学模型试验 地源热泵 土壤污染 土壤 固体颗粒群 回填材料 周朝 吸附特征 吸附机理 吸附 合成气 古近纪 古环境 变形模量 反应机理 压缩率 助溶剂 动应力-应变关系 动力学 动剪模量软化 割缝筛管 冲蚀磨损 养护条件 共转化 全新世 停留时间 修复 体积变形
新型煤焦破碎模型改进灰形成和沉积的数值预测
Fuel 98 (2012) 103–110Improved numerical prediction of ash formation and deposition using a noveldeveloped char fragmentation modelBenjamin Kreutzkam , ChristophWieland, Hartmut Spliethoff摘要:这篇文章,发展了一种新的CFD模型来计算煤燃烧条件下煤焦颗粒的破碎,其计算方法为在商业CFD Fluent13.0代码中添加自定义函数。
借此可以模拟煤粉燃烧时煤焦破碎过程,进而提高对于燃煤锅炉灰沉积的预测。
计算了夹带流反应器内过程,用以验证计算结果。
此外,沉积模型被整合用以研究颗粒破碎对于飞灰在探针内的成渣行为。
计算结果显示,沉积行为对于颗粒粒径分布具有很大的影响。
如果不发生破碎,最大的沉积速率和积分沉积质量流率约高出一个数量级。
这个发现是基于针对反应器的两个不同的计算——考虑和不考虑破碎行为时结果的比较。
这可以得出结论,煤燃烧时煤焦的破碎模型,是可以提高灰分沉积的预测能力。
1.绪论煤粉燃烧时飞灰形成过程是造成锅炉内灰沉积的主要因素之一。
飞灰的粒径分布主要影响在对流受热面的沉积速率。
约小的颗粒物气流跟随性越好,大的颗粒物惯性较强,因此更易于撞击锅炉壁面或对流热交换器。
这导致与粒径分布相关的不同沉积行为。
此外,如果颗粒粒径向更小的方向移动的话,惯性碰撞可能不再是唯一的控制机制,热泳和涡扩散也可能有更大的影响。
灰沉积CFD建模本质上是与飞灰的粒径分布相关的,是一个定义的更好的沉积准则。
飞灰形成受两个过程控制,内在矿物质凝聚和煤基质的破碎。
文献中,两个不同的方法用于对灰分的转化进行建模。
一种方法基于煤焦燃尽过程中内在矿物质的凝并,其导致了灰粒径分布的离散特征。
文献中的第二种模型,是破碎模型,认为燃烧过程总煤焦颗粒发生破碎。
但是很少的模型能够将这两个模型耦合成一个CFD代码,大多数的外部模型,都是作为灰沉积CFD模型的输入条件。
循环流化床锅炉水冷壁管高温磨损的不等时距灰色预测
对初始 数据按 照式 ( ) ( ) 1 、2 建模求 解 , : 得
a一 一 3 3 . 00 1× 1 。。 : 0. 2 0_。 “ 6
分别代 人式 ( ) 求 得 的预测值 如表 3所示 。 2, 根据 预测 结果 , 对模 型的精 度进行 检验 , 结果 如表
4所示 。与 表 1精 度 检 验 标 准进 行 比 较 , 可见 平 均 相
l
T(-1) i )
(一23 …) ,,
式 ( ) ( ) z 为原 始数 据 z () 1 、2 中 n () 的一 次 累加 生 成序 列 , 、 a u为待 辨识参 数 , a为发 展系数 , 灰色 称 u为 作用 量 。a u可依 据 zn () 、 ’ 通过最 d - 乘 法求 得 。灰 x
其 中 T() , , , ) 与 z () z ( ) 对应 (一1 2 … n 为 和 1相 的时刻 之间 的总时 间间隔 。
对 生成数 列建立 GM( ,) 型 , 到预测 值 的时 11模 得 间响应值主 , n () 再做 一次 累减 , 便得 到 预测值 :
色预 测方法 以微 分方 程 为 工具 , 够 反 映 事物 发 展 的 能
2 计 算 实例
在一 台 4 5th F 6 / C B锅炉 水 冷壁 上设 置 3处有 代 表性 的测点 , 累计 1 5 在 12 6h的运行 时 间内 , 利用爆 管
本质 , 不需要 对预测 系统有 明确 的 了解 , 且要 求 的原 始
维普资讯
对误差 为 2 , 级 其余 皆为一 级 。
表 4 预 测模 型 精 度 检 验 结 果
时 刻的值 进行 预 测 。实 际 上 , 型对 较 近 时 刻 的数 据 模
石英砂流化床床料的磨损实验与灰色关联分析
石 英 砂 流 化床 床 料 的磨 损 实验 与 灰 色关 联 分 析
王 辉 ,姜秀 民 ,刘建 国 。 ,袁德 权。
( 尔 滨 工 业 大 学 能 源 科 学 与 工 程 学 院 ,黑 龙 江 哈 尔 滨 1 0 0 ; 上 海 交 通 大 学 机 械 与 动 力 工 程 学 院 ,上 海 2 0 4 ; 哈 50 1 0 20 。 北 电力 大学 能 源 与 机 械 工 程 学 院 ,吉 林 吉 林 1 2 1 ) 东 3 0 2
W ANG Hu J ANG Ximi 。 LI J a g o 。 YUAN q a i。 I u n U in u De u n
( S h o f E e g c n ea d E g n ei g,Ha bnI si t o eh oo y,Ha bn 1 0 0 ,Heln Ja g c o l n r y S i c n n i ern o e r i n t ue f T c n lg t r i 5 0 1 i g in 。C ia o hn ;
床料高度.
关键 词 :磨 损 ;石 英 砂 ;异 比重 循 环 流 化 床 }灰 色 关 联 分 析
中 图分 类号 :TB3 2 1 0 . 文 献标 识 码 :A 文章 编 号 :0 3 — 1 5 (0 6 0 —1 3 一o 4 8 17 2 0 ) 5 1 3 5
Atr to x e i e nd g a e a i n la l s s o a t ie pa tc e t ii n e p r m nt a r y r l to a na y i fqu r z t r i l s a e i m a e i li l i i e e sm d u m tra n fu d z d b d
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
流 化 床 内石 英 砂 的 热 破 碎 及 其 灰 色 预 测 模 型
刘 建 国 , 姜 秀 民 , 王 辉 ,崔 志 刚,韩 向新
(t 交 通 大学 机 械 与 动 力 程学 院 ,上 海 2 0 4 ) - 海 工 0 2 0
摘 要 :在 热 态 流化 床 实 验 台 上 进 行 了流 化 床 床 料 石 英 砂 的热 破 碎 实 验 ,实 验 中考 虑 了 初 始 颗 粒 尺 寸 (. ~ 6 25
b d a d g a o e a tn o e e n r y f r c si g a g o J ANG Xi m i u n,W ANG i Hu ,CUIZ ia g ,HAN X a g i hgn in x n
i r a e ih i r a i g b d t m p r t ea d p r il nii lsz .The fa m e a i a e y l ie h n nc e s d w t nc e sn e e e a ur n a tc e i ta ie r g nt ton w sv r i t d w e m b d e pe a u e e t m r t r w a l w e t n 5 . s o r ha 6 0o C The a tce sz d s rbu i a l ss ho e t a i wa p r il s ie it i ton na y i s w d h t t s c m pr s i e t r a l —nd e s r s e w ihi t t r e i n f a tce t t a s d he a tce o o e sv he m ly i uc d te s s t n he ou e r g o o p r il s ha c u e t p r il t
( c o l f M eh n c lEn i ern S h o c a ia g n e ig,S a g a i oTo g Un vriy,S a g a 0 2 0,Chn ) o h n h i a n iest J h n h i2 0 4 ia
Ab ta t sr c :T h r g e a i xp rm e t fq r zt ril s w e e c r id ou n a be h— c l t s a e e fa m nt ton e e i n s o ua t ie pa tc e r a re t i nc s a e ho t t
fa t e wih ma ma lf a me t . g a or c s i g r c ur t ny s l r g n s A r y f e a tn mo l de GM
中 图分 类 号 :T 0 . B3 2 1 文献 标 识 码 :A 文章 编 号 :0 3 — 1 5 ( 0 7 0 — 0 2 —0 4 8 1 7 20 ) 2 3 8 7
The m a r g e a i n o a t ie p r i l s i l i i e r lf a m nt to fqu r z t a tc e n fu d z d
mm) 和 床 温 ( 5  ̄ 90 )对 破 碎 的 影 响 。研 究 发 现 , 随着 床 温 的升 高 和 颗 粒 初 始 尺 寸 的 增 大 破 碎 指 数 s 明 60 5℃
显 增 大 当 床 温低 于 6 0 时 ,S< 2 5℃ ,表 明在 此 床 温 下 颗粒 基 本 不 发 生 破 碎 现 象 。破 碎 后 的粒 度 分 析 表 明 石 英 砂 的破 碎 是 在 表 面进 行 的 ,破 碎 的 主要 动 力 是 温 度 梯 度 引起 的 在 颗 粒 表 面 产 生 的压 应 力 。基 于 灰 色 系统 理论 建 立 了关 于 预 测 床料 破 碎 的灰 色模 型 G ( ,3 ,预测 结 果 与实 验 数 据 对 比 表 明 该 预测 模 型 精 度 较 高 ,预 测平 均 M 1 ) 误 差 为 8 7 。应 用 灰 色 模 型 G ( ,3 .9 M 1 )预 测 了一 定 床 温 下 颗 粒 破 碎 的 临界 破 碎 直 径 。 关 键 词 :热 破 碎 ;石 英 砂 ;流化 床 ;灰 色 预 测模 型
维普资讯
第5 9卷
第 2 期
化
工
学
报
( ia Ch n )
Vo1 5 N o .9 .2 Fe r a y 2 08 b u r 0
20 0 8年 2月
J u n l o Ch mia I d sr a d E g n e ig o r a f e c l n u ty n n ie rn
fui z d be i .The i l e c a t r l die d rg nfu n e f c o s。s c s i ta ie o r i ls ( . — 6 mm ) a d be e e a u e u h a niilsz fpa tce 25 n d t mp r t r
( 5 一 9 O )o h r g n a in we e i v s i a e . e r s l h we h tt e f a me t t n i d x S 6O 5℃ n t e fa me t t r n e tg t d Th e u t s o d t a h r g n a i n e f o s o