[發明專利]氣固分選流化床空間特征研究裝置及特征研究方法

有效

• 申請號: 202110909724.8
• 申請日: 2021-08-09
• 公開（公告）號: CN113654755B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 付艷紅;王松;陳增強;趙躍民;董良
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: G01M9/06
• 分類號: G01M9/06
• 代理公司: 西安新創通知識產權代理事務所(普通合伙) 61267
• 代理人: 線飛祥

本發明公開了一種氣固分選流化床空間特征研究裝置，其包括：供風系統和流化床系統，所述供風系統與流化床系統相連通；流化床系統包括：床體、布風室和氣體分布裝置，氣體分布裝置包括：上層布風裝置和三個可更換的預布風板，上層布風裝置上均勻開設有布風孔，三個可更換的預布風板包括：第一預布風板、第二預布風板和第三預布風板；本發明還公開了一種利用氣固分選流化床空間特征研究裝置對進行氣固分選流化床空間特征定量化的研究方法。本發明的裝置設計科學合理，工藝簡單，操作維護成本低，分析精細全面，實現了氣固分選流化床空間特征的定量評價及分析，為氣固流態化復雜機理的研究提供了新的思路與借鑒。

技術領域

本發明涉及氣固分選系統分析測量技術領域，特別是涉及一種氣固分選流化床空間特征研究裝置及特征研究方法。

背景技術

在傳統化工研究中，氣固流化床具有多種時空結構，存在不同尺度之間運動特性的強耦合，其包括氣泡、聚集結構、氣固流動、顆粒與顆粒之間運動特性的強耦合，是一種典型的復雜系統。氣固兩相、顆粒相之間以及顆粒相與床壁之間發生復雜的能量、質量和動量交換，這些交換顯著影響流態化環境的穩定性和分離性能。造成氣固分選流化床床層不穩定的因素主要有：原生不穩定性(流化介質和固相顆粒)和次生不穩定性(布風機制、固相顆粒物性設計等)?，F階段，針對氣固分選流化床的研究主要集中于對不同操作域內顆粒物性、操作條件、氣泡和外加能量對流化床層兩相流結構的影響等方面，所述顆粒物性主要包括：顆粒尺寸、顆粒密度、堆積密度、顆粒形狀、顆粒膨脹函數、加重質級配等，所述操作條件主要包括溫度、壓力、流速、臨界流化速度。即使在相同操作條件下，由于顆粒濃度的分布不均，氣固兩相的流動結構與狀態也隨著床層的位置、空間不同發生漸變，具有不同的空間特征，局部和整體不均勻性的相互關聯成為影響氣固兩相流行為的重要特征。雖然目前的研究手段及方法較多，但針對氣固流態化分選性能空間特性，床層局部與整體系統協同機制方面的研究還比較薄弱，尚不能綜合多個影響因子定量分析其交互作用對氣固流態化空間特征的作用規律。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術中的不足，提供了一種氣固分選流化床空間特征研究裝置，該裝置結構合理，操作簡單，通過三個可更換的預布風板可有針對性的對布風情況、流化床死區和流化床空間特征影響進行分別研究，為復雜氣固分選流化床空間機理研究提供了新的思路。

為實現上述目的，發明采用的技術方案是：一種氣固分選流化床空間特征研究裝置，其特征在于，包括：供風系統和流化床系統，所述供風系統與流化床系統相連通；

所述流化床系統包括：床體、布風室和氣體分布裝置，所述布風室設置在床體的下方，所述氣體分布裝置設置在布風室與床體之間，所述布風室、氣體分布裝置和床體通過緊固件可拆卸的依次連接在一起，

所述氣體分布裝置包括：上層布風裝置和三個可更換的預布風板，所述上層布風裝置上均勻開設有布風孔，所述布風孔的孔徑為200目～900目；

所述三個可更換的預布風板包括：第一預布風板、第二預布風板和第三預布風板，所述第一預布風板上均勻布設有多個第一預布風板布風孔，所述第一預布風板布風孔的面積之和占第一預布風板面積的10％～25％；

所述第二預布風板上開設有多個第二預布風板布風孔，所述多個第二預布風板布風孔均勻布設在第二預布風板以其直徑為軸的左側一半上，所述多個第二預布風板布風孔的數量占第一預布風板上開設第一預布風板布風孔數量的100％；

所述第三預布風板上開設有多個第三預布風板布風孔，所述多個第三預布風板布風孔以第三預布風板直徑為軸分別設置在第三預布風板左側和右側，左側第三預布風板布風孔的數量占第一預布風板上開設第一預布風板布風孔數量的75％，右側第三預布風板布風孔的數量占第一預布風板上開設第一預布風板布風孔數量的25％；

所述第一預布風板布風孔、第二預布風板布風孔和第三預布風板布風孔均為孔徑為1mm～4mm的圓形孔。