6与Zingg指数对流化床燃烧过程影响的研究.pdfVIP

第6卷增刊2 过程工程学报 V01．6 Suppl．No．2 2006年12月 TheChineseJournalofProcess Dcc．2006 Engineering i 颗粒球形度与Zngg指数对流化床燃烧过程影响的研究 刘柏谦， 苏伟强 (北京科技大学，北京100083) 摘要：流化床燃烧理论对颗粒形貌因素的考虑是引入球形度的概念，但球形度不能区别出不同的颗粒形态．本研究 比较了描述颗粒形貌的球形度与Zingg指数，认为Zingg指数可以很好的区分出颗粒的片状和棒状形态．通过冷态流 化实验发现非球形颗粒临界流化速度要小于相同直径下的球形颗粒，但流化质量较差．非球形颗粒比球形颗粒床面消 失滞后，出现流化延迟现象．根据非球形颗粒流化床的床层特点，定义流化惰性系数来评价颗粒的流化质量，片状颗 粒的流化惰性系数与Zingg指数有较好的拟合关系，可以使用惰性系数对片状颗粒的临界流化速度进行修正． 关键词：颗粒形貌；片状；流化床；临界流化速度；流化质量 中图分类号：TKl6 文献标识码：A 文章编号：1009—606X(2006)$2—0368—07 1 前言 是采用规则形状的非球形颗粒(球形度可以计算获得)； 气固流态化理论已经广泛应用到工业过程．但由 Zou等19J在更宽的范围得到了颗粒的填充空隙率与球形 于多相流体系的复杂性，特别是颗粒本身的复杂性，使 度的关系，并提出了拟合方程，他们的结果已包含了 得流态化理论在不同工业过程出现了不同程度的偏差． 颗粒性质通过影响流化质量而影响着流化床内的反应 态下颗粒球形度与动力形状因子之间的关系式．Dolejs 特性和其他相关特性(如传热和传质)．作为颗粒形貌因 等【10】提出了非球形颗粒的固定床压降方程，Endo等㈨ 素的处理方法之一，流化床燃烧理论中较多地使用球形 提出了层流区多分散系非球形颗粒固定床压降方程．但 度作为形状因子，通过测量或选取颗粒的球形度修正颗 这些研究几乎都不是针对流化床燃烧过程．为了清晰地 粒筛分结果来获得平均颗粒直径．但简单地用球形度来 了解片状大颗粒在流化床中的行为，本工作研究了不同 表征颗粒的形貌特征是不全面的．一方面，在我国的流 形状的颗粒和他们在流化床中的表现． 化床锅炉设计中，对球形度使用推荐值0．6—0．62[11，而 2 颗粒形貌的形状因子比较 实际上由于固体燃料品种和性质的多样性，不仅不同煤 种的球形度会有差异，同一煤种球形度随颗粒系统的粒 颗粒学中描述颗粒形貌的形状因子有很多，如球形 度分布范围也将发生变化．另一方面，球形度仅仅描述 度、长短度、扁平度、Zingg指数、动力形状因子等， 了颗粒偏离球体的程度．实际上，两种形状截然不同的 它们都从某一个侧面描述颗粒的形状特征，流化床燃烧 非球形颗粒可能有相同的球形度数值，但这两种颗粒系 领域常用的是球形度．为了对形状因子有比较清晰的比 统的流态化特征却可能具有十分明显的流化质量差异． 较，本研究采用规则形状非球形颗粒颗粒，研究形状因 在实际的流化床锅炉运行实践中，常常可以发现某些燃 子的变化与颗粒形状之间的关系，比较不同的形状因子 料颗粒具有片状化倾向，刘柏谦等[2，3】分别研究了桦甸油 对颗粒形态判别的长处与不足． 页岩、舒兰褐煤和京西无烟煤等具有比较明显片状趋势