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流化床的不同流型

编辑:耐火浇注料   时间:2020-09-25    浏览:   
      由于流体介质及其流过床层速度的不同,以及固体颗粒性质、尺度的差异,使得固体颗粒在流体中的悬浮状态不 尽相同,因而形成各种不同类型的流化状态,如图1所示。

      流体介质的不同,就有不同类型的流化现象。若以液体为流化介质,随着液体流速增加,固体颗粒会均匀分散地 悬浮其间,这样的流化现象称为散式流态化。如果以气体作为流化介质,随气体流速增加,固体颗粒以各种非均匀的 状态分布在流体中,称为聚式流态化。 流化床燃煤锅炉涉及的都是气固两相的聚式流化床。
      气固两相的聚式流态化,由于气流速度的不同,也有各种不同的流型。当气流速度刚刚达到使得床层开始流化 时,所对应的气流速度为临界流化速度,当气体速度超过临界流化速度以后,超过部分的气体不再是均匀地流过颗粒 床层,时是以气泡的形式经过床层逸出,这就是所谓的鼓泡流化床,或称鼓泡床。
      在鼓泡床内可以发现,它由两相组成:一相是以气体为主的气泡相,虽然其中也常常携带有少数固体颗粒,但是 它的颗粒数量稀少,空隙率较大;另一相由气体和悬浮其间的颗粒组成,被形象地称为乳化相。通常认为乳化相保持着 临界流化的状态。显然,乳化相中的颗粒密度比气泡相中要大得多,而空隙率则要小得多。气泡相随着气流不断上 升。由于气泡间的相互作用,气泡在上升的过程中,可能会与其他小气泡合并长大生成大气泡,大气泡也有可能破碎 分裂成小气泡。鼓泡流化床有个明显的界面,在界面之下气泡相与乳化相组成了“密相区”。当气泡上升到床层界面 时发生破裂,并喷出所携带的部分颗粒,颗粒被上升的气流所带走,造成所谓颗粒夹带现象,于是在床层上部的自由 空域形成了“稀相区”,上述的界面就是两个相区的分界面。
      当气流速度继续增加时,气泡破碎的作用加剧,使得鼓泡床内的气泡尺寸越来越小,气泡上升的速度也变慢。床 层的压力脉动幅度却变得越来越大,高铝砖直到这些微小气泡与乳化相的界限分不出来,床层的压力脉动幅度达到了极大 值。于是床层进入了湍流流态化;并称为湍流流化床。实际上湍流流态化足鼓泡床的气固密相流态化与下面将提到的快 速流化床的气固稀相流态化的过渡流型。
      如果进一步提高气流速度的话,气流携带颗粒量急剧增加,需要依靠连续加料或颗粒循环来不断补充物料,才不 至于使床中颗粒被吹空,于是就形成了快速流化床。这时固体颗粒除了弥散于气流中之外,还集聚成大量颗粒团形式 的絮状物。由于强烈的顆粒混返以及外部的物料循环,造成颗粒团不断解体,又不断重新形成,并向各个方向激烈运 动,快速流化床不再像鼓泡流化床那样具有明显的界面,而是固体颗粒团充满整个上升段空间。快速流化床不但气速高,固体物料处理量大,而且具有特别好的气固接触条件和温度均匀性,快速流化床与气固物料分离装置、回送装置 等一起组成了循环流化床,
      气固流态化是固体颗粒悬浮在气体中表现出类似流体状态的运动模式。
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