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半焦颗粒气固流化床流动特性的实验研究
摘要：
本文旨在研究半焦颗粒气固流化床的流动特性，通过实验得出了半焦颗粒气固流化床的压降、床层高度、颗粒平均停留时间和气体速度等参数的变化规律。实验结果表明，当气体速度和料层粒径相应增加时，床层高度和压降也随之增加，而颗粒平均停留时间减小。本研究可以为半焦颗粒气固流化床的工程应用提供参考。
关键词：半焦颗粒；气固流化床；流动特性；实验研究
正文：
1.引言
气固流化床是一种在化工、冶金、能源、环境等领域广泛应用的反应装置，具有高传热传质效率、易于实现在线控制、反应均匀等优点。半焦颗粒是燃煤过程中产生的一种副产品，其含碳量高，可用于冶金等领域。因此，半焦颗粒气固流化床的研究具有重要意义。
本文旨在通过实验研究半焦颗粒气固流化床的流动特性，为其工程应用提供参考。
2.实验方法
2.1实验设备
实验采用的半焦颗粒气固流化床系统如图1所示。实验系统包括床体、气体调节系统、物料进出料系统、温度测量系统和压力测量系统。
图1半焦颗粒气固流化床实验系统
2.2实验流程
实验分为两个部分：
（1）压降和床层高度的实验：将半焦颗粒填充到床体中，经过预热和干燥以保证其干燥状态后，通过气体调节系统逐渐加压，测量不同气体速度下床层高度和压降的变化规律。
（2）颗粒平均停留时间的实验：将半焦颗粒填充到床体中，经过预热和干燥以保证其干燥状态后，加入稳定流量的气体，并开始计时，测量在不同气体速度下颗粒平均停留时间的变化规律。
2.3实验结果与分析
2.3.1压降和床层高度的变化规律
实验以不同气体速度下的压降和床层高度为主要测量参数。
图2所示为不同气体速度下的床层高度和压降的变化规律。由实验结果可知，随着气体速度的增加，床层高度和压降也随之增加。当气体速度为0.2m/s时，床层高度为15cm，压降为1.2kPa；当气体速度为0.8m/s时，床层高度为32cm，压降为9.1kPa。此外，随着料层粒径的相应增加，床层高度和压降也随之增大。
图2不同气体速度下床层高度和压降的变化规律图
2.3.2颗粒平均停留时间的变化规律
实验以不同气体速度下的颗粒平均停留时间为主要测量参数。
图3所示为不同气体速度下的颗粒平均停留时间的变化规律。由实验结果可知，随着气体速度的增加，颗粒平均停留时间减小。当气体速度为0.2m/s时，颗粒平均停留时间为5.3s；当气体速度为0.8m/s时，颗粒平均停留时间减小为2.2s。
图3不同气体速度下颗粒平均停留时间的变化规律图
3.结论
本文研究了半焦颗粒气固流化床的流动特性，通过实验得出了半焦颗粒气固流化床的压降、床层高度、颗粒平均停留时间和气体速度等参数的变化规律。实验结果表明，当气体速度和料层粒径相应增加时，床层高度和压降也随之增加，而颗粒平均停留时间减小。这些结果可以为半焦颗粒气固流化床的工程应用提供参考。
参考文献：
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