[发明专利]气固分选流化床空间特征研究装置及特征研究方法

说明书

本发明公开了一种气固分选流化床空间特征研究装置，其包括：供风系统和流化床系统，所述供风系统与流化床系统相连通；流化床系统包括：床体、布风室和气体分布装置，气体分布装置包括：上层布风装置和三个可更换的预布风板，上层布风装置上均匀开设有布风孔，三个可更换的预布风板包括：第一预布风板、第二预布风板和第三预布风板；本发明还公开了一种利用气固分选流化床空间特征研究装置对进行气固分选流化床空间特征定量化的研究方法。本发明的装置设计科学合理，工艺简单，操作维护成本低，分析精细全面，实现了气固分选流化床空间特征的定量评价及分析，为气固流态化复杂机理的研究提供了新的思路与借鉴。

技术领域

本发明涉及气固分选系统分析测量技术领域，特别是涉及一种气固分选流化床空间特征研究装置及特征研究方法。

背景技术

在传统化工研究中，气固流化床具有多种时空结构，存在不同尺度之间运动特性的强耦合，其包括气泡、聚集结构、气固流动、颗粒与颗粒之间运动特性的强耦合，是一种典型的复杂系统。气固两相、颗粒相之间以及颗粒相与床壁之间发生复杂的能量、质量和动量交换，这些交换显著影响流态化环境的稳定性和分离性能。造成气固分选流化床床层不稳定的因素主要有：原生不稳定性(流化介质和固相颗粒)和次生不稳定性(布风机制、固相颗粒物性设计等)。现阶段，针对气固分选流化床的研究主要集中于对不同操作域内颗粒物性、操作条件、气泡和外加能量对流化床层两相流结构的影响等方面，所述颗粒物性主要包括：颗粒尺寸、颗粒密度、堆积密度、颗粒形状、颗粒膨胀函数、加重质级配等，所述操作条件主要包括温度、压力、流速、临界流化速度。即使在相同操作条件下，由于颗粒浓度的分布不均，气固两相的流动结构与状态也随着床层的位置、空间不同发生渐变，具有不同的空间特征，局部和整体不均匀性的相互关联成为影响气固两相流行为的重要特征。虽然目前的研究手段及方法较多，但针对气固流态化分选性能空间特性，床层局部与整体系统协同机制方面的研究还比较薄弱，尚不能综合多个影响因子定量分析其交互作用对气固流态化空间特征的作用规律。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供了一种气固分选流化床空间特征研究装置，该装置结构合理，操作简单，通过三个可更换的预布风板可有针对性的对布风情况、流化床死区和流化床空间特征影响进行分别研究，为复杂气固分选流化床空间机理研究提供了新的思路。

为实现上述目的，发明采用的技术方案是：一种气固分选流化床空间特征研究装置，其特征在于，包括：供风系统和流化床系统，所述供风系统与流化床系统相连通；

所述流化床系统包括：床体、布风室和气体分布装置，所述布风室设置在床体的下方，所述气体分布装置设置在布风室与床体之间，所述布风室、气体分布装置和床体通过紧固件可拆卸的依次连接在一起，

所述气体分布装置包括：上层布风装置和三个可更换的预布风板，所述上层布风装置上均匀开设有布风孔，所述布风孔的孔径为200目～900目；

所述三个可更换的预布风板包括：第一预布风板、第二预布风板和第三预布风板，所述第一预布风板上均匀布设有多个第一预布风板布风孔，所述第一预布风板布风孔的面积之和占第一预布风板面积的10％～25％；

所述第二预布风板上开设有多个第二预布风板布风孔，所述多个第二预布风板布风孔均匀布设在第二预布风板以其直径为轴的左侧一半上，所述多个第二预布风板布风孔的数量占第一预布风板上开设第一预布风板布风孔数量的100％；

所述第三预布风板上开设有多个第三预布风板布风孔，所述多个第三预布风板布风孔以第三预布风板直径为轴分别设置在第三预布风板左侧和右侧，左侧第三预布风板布风孔的数量占第一预布风板上开设第一预布风板布风孔数量的75％，右侧第三预布风板布风孔的数量占第一预布风板上开设第一预布风板布风孔数量的25％；

所述第一预布风板布风孔、第二预布风板布风孔和第三预布风板布风孔均为孔径为1mm～4mm的圆形孔。