[發明專利]一種測量單元或多元顆粒體系濃度分布的裝置

有效

• 申請號: 201210226540.2
• 申請日: 2012-06-29
• 公開（公告）號: CN102768171A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發明（設計）人: 張鍇;于邦廷;張永生;陳宏剛;常劍;楊勇平
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: G01N15/00
• 分類號: G01N15/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

技術領域

本發明屬于流化床相關設備，特別涉及一種測量流化床內單元或多元顆粒體系濃度分布的裝置。

背景技術

流化床由于具有良好的混合特性，較高的傳質、傳熱效率以及大量處理顆粒的能力，在化工、能源、環境等領域中得到了廣泛的應用。流化床內固體顆粒的軸向分布對反應速率，顆粒間的傳質、傳熱都有重要的影響。尤其對于含生物質顆粒體系而言，生物質組分的軸向濃度分布無論是對于燃燒效率抑或是氣化程度都有著決定作用。因此，開發一種能經濟、快捷地測量固體顆粒在流化床內濃度分布的新方法就顯得尤為重要。

迄今為止，常用的固體顆粒濃度分布的測量方法有：壓降法、光纖探針法、激光多普勒法、固體顆粒取樣法等。但這些方法大多僅適用于形狀較規則的固體顆粒，而對于含不規則形狀的生物質顆粒體系的測量仍然受到很大的限制,使得所研究的顆粒多限制為粒徑較小，形狀規則，球形度好的體系。如文獻(Effects?of?particle?properties?on?flow?structure?in?a?2-D?circulating?fluidized?bed:?Solids?concentration?distribution?and?flow?development.?Chemical?Engineering?Science,?66?(2011),?5064-5076.)?采用光纖探針對二維提升管中的固體顆粒在高度方向的濃度分布進行了測定，其選用的顆粒包括FCC、玻璃珠和沙子均為粒徑較小，球形度近似為1的顆粒。

與其它方法相比，固體顆粒取樣法具有成本低、操作方便等優勢而被廣泛采用。文獻(Experimental?investigation?on?mixing?and?segregation?behavior?of?biomass

particle?in?fluidized?bed,?Chemical?Engineering?and?Processing,?48?(2009)?745-754)?采用固體顆粒分層取樣法來測定生物質顆粒的軸向分布情況，但由于其僅在高度方向上將床層分為3層，這就限制了研究固體顆粒分布的精確度。中國專利（CN201488893U）設計了一種氣固兩相流固體顆粒取樣槍，采用動態取料的方法實現對固體顆粒的取樣。但由于其單次取樣量少，且容易受到氣固兩相流脈動及不均勻流場的影響，致使取樣結果的偶然性增強。該設計的實現要以氣固兩相流的順暢流動為前提，若對類似于生物質這樣不易流化的顆粒而言則無法滿足測量需求。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種結構簡單、成本低、易操作的能夠滿足固體顆粒軸向分層取料的測量流化床內單元或多元顆粒體系濃度分布的裝置。

本發明采用的技術方案為：

多層側壁卸料口均勻布置在主體流化床的兩邊側壁上；每層側壁卸料口處的主體流化床內壁上分別設置導軌滑槽，并在導軌滑槽上分別安裝取料分隔板；主體流化床的下部通過氣體分布板分割出氣體預分布室，主體流化床的底部為底部分布板；在氣體預分布室內、底部分布板上設置環隙進氣管，在氣體分布板上設置射流進氣噴嘴，射流進氣管一端與射流進氣噴嘴連接，另一端伸出底部分布板。

所述的側壁卸料口共18個，每層兩個，將主體硫化床均勻地分成十層；相鄰兩層的側壁卸料口之間的垂直間距均為0.05~0.2m。

所述側壁卸料口的截面為半圓形，其弧頂向下，且其直徑等于主體流化床的厚度。

在每個側壁卸料口處均安裝有封堵外圓環和封堵內螺帽；封堵外圓環和封堵內螺帽之間通過螺紋連接，封堵外圓環的內徑大于側壁卸料口的直徑且外徑等于主體流化床的外壁厚度。

所述取料分隔板具有半圓槽形的主體外觀且具有與導軌滑槽相匹配的兩翼，伸入部分的長度等于流化床的寬度，在主體流化床外的部分上設置一圓筒形的手持柄。

本發明與現有技術相比具有以下優點：

（1）本發明采用靜態下逐步分層取樣，能夠將各層顆粒全部取出，避免了由于取樣量過少而帶來的誤差，能真實地反映顆粒實際分布情況。

（2）本發明對不同顆粒的適用范圍廣，能對不規則形狀的顆粒進行分層取料，如外觀極不規則的生物質顆粒。

（3）本發明可針對不同操作條件下顆粒的分布開展研究，如通過調控射流氣速和環隙氣速來分析其對顆粒分布的影響規律。

（4）本發明結構簡單，操作方便且造價便宜，能夠滿足實驗研究的需求。

附圖說明

圖1?是本發明的結構示意圖；