化工学报 ›› 2021, Vol. 72 ›› Issue (8): 4184-4195.DOI: 10.11949/0438-1157.20201807
收稿日期:
2020-12-10
修回日期:
2021-05-11
出版日期:
2021-08-05
发布日期:
2021-08-05
通讯作者:
卢春喜
作者简介:
卢道铭(1995—),男,硕士研究生,基金资助:
Daoming LU(),Zhaoting TANG,Yiping FAN,Chunxi LU()
Received:
2020-12-10
Revised:
2021-05-11
Online:
2021-08-05
Published:
2021-08-05
Contact:
Chunxi LU
摘要:
通过改变表观气速U、颗粒循环速率W、粉尘/捕集颗粒比R等操作参数,考察了大差异颗粒空气分级设备在设置内构件前后的压降和分级效率的变化。结果表明,自由床时,压降随表观气速的增大而增大,分离效率在U=0.27 m/s时达到最大值87%。捕集颗粒循环量对压降的影响较小,分级效率随W的增大而持续下降。粉尘/捕集颗粒比较低时,压降无变化,但增大至超过约翰逊网的阻塞限度后,操作压降呈指数型增长,分级效率迅速下降。设置内构件后,由于其起到了整流和分布作用,设备压降和分级效率的变化不如自由床时敏感,拓宽了可操作的粉尘/捕集颗粒比范围,但缩小了可操作的表观气速范围。将设备实际压降划分为约翰逊网压降、颗粒摩擦压降、气体出口压降三个部分,基于实验结果,给出了计算压降的模型。
中图分类号:
卢道铭, 唐钊艇, 范怡平, 卢春喜. 大差异颗粒分级再生设备的性能研究[J]. 化工学报, 2021, 72(8): 4184-4195.
Daoming LU, Zhaoting TANG, Yiping FAN, Chunxi LU. Performance of large-difference-particle air classifier[J]. CIESC Journal, 2021, 72(8): 4184-4195.
图1 大差异颗粒空气分级设备1—环管分布器;2—收集约翰逊网;3—分级室;4—分散约翰逊网;5—颗粒入口管;6—气体出口管;7,14—旋风分离器;8,15—集尘罐;9,16—滤袋;10—预混合单元;11—粉尘入口管;12—再生斜管;13—喷动床;17—料仓;18—提升管;19—预提升区;20—颗粒出口管(待生斜管);a—待生阀门;b—再生阀门
Fig.1 Large-difference-particle air classifier
材料 | 材料密度/ (kg/m3) | 颗粒密度/ (kg/m3) | 堆密度/ (kg/m3) | 分级/% | 空隙率 | ||
---|---|---|---|---|---|---|---|
>2.6 mm | <1.70 mm | d50 | |||||
钠X型硅铝酸盐晶体 | 1819 | 1049 | 666 | 0.4 | 0.17 | 2.07 | 0.37 |
表1 捕集颗粒物性参数
Table 1 Physical properties of large granules
材料 | 材料密度/ (kg/m3) | 颗粒密度/ (kg/m3) | 堆密度/ (kg/m3) | 分级/% | 空隙率 | ||
---|---|---|---|---|---|---|---|
>2.6 mm | <1.70 mm | d50 | |||||
钠X型硅铝酸盐晶体 | 1819 | 1049 | 666 | 0.4 | 0.17 | 2.07 | 0.37 |
Q/(m3/h) | U/(m/s) | Δp/Pa | Fj1/Pa | Fo/Pa | Fp/Pa |
---|---|---|---|---|---|
200 | 0.18 | 57 | 24 | 11 | 21 |
250 | 0.23 | 70 | 32 | 14 | 23 |
300 | 0.27 | 88 | 44 | 18 | 25 |
350 | 0.32 | 110 | 59 | 25 | 27 |
400 | 0.37 | 144 | 79 | 35 | 30 |
450 | 0.41 | 171 | 95 | 42 | 34 |
表2 自由床各部分压降损失(W=0.19 kg/s)
Table 2 Pressure drop of free bed(W=0.19 kg/s)
Q/(m3/h) | U/(m/s) | Δp/Pa | Fj1/Pa | Fo/Pa | Fp/Pa |
---|---|---|---|---|---|
200 | 0.18 | 57 | 24 | 11 | 21 |
250 | 0.23 | 70 | 32 | 14 | 23 |
300 | 0.27 | 88 | 44 | 18 | 25 |
350 | 0.32 | 110 | 59 | 25 | 27 |
400 | 0.37 | 144 | 79 | 35 | 30 |
450 | 0.41 | 171 | 95 | 42 | 34 |
Q/(m3/h) | U/(m/s) | Δp/Pa | Fj1/Pa | Fj2/Pa | Fo/Pa | Fp/Pa |
---|---|---|---|---|---|---|
200 | 0.18 | 60 | 24 | 4 | 11 | 21 |
250 | 0.23 | 69 | 32 | 4 | 13 | 20 |
300 | 0.27 | 89 | 44 | 6 | 18 | 20 |
表3 内构件各部分压降损失(W=0.19 kg/s)
Table 3 Pressure drop of internals bed(W=0.19 kg/s)
Q/(m3/h) | U/(m/s) | Δp/Pa | Fj1/Pa | Fj2/Pa | Fo/Pa | Fp/Pa |
---|---|---|---|---|---|---|
200 | 0.18 | 60 | 24 | 4 | 11 | 21 |
250 | 0.23 | 69 | 32 | 4 | 13 | 20 |
300 | 0.27 | 89 | 44 | 6 | 18 | 20 |
文献 | 方程 | ξj1 | ξj2 |
---|---|---|---|
[ | 27.2848 | 2.1745 | |
[ | C0为微孔系数,与孔间距P有关,查图可得 | 47.5489 | 2.6121 |
[ | 22.8767 | 0.8509 | |
[ | 27.7078 | 0.9285 |
表4 孔板压损系数关联式汇总
Table 4 Summary of correlation for pressure drop coefficient (ξ) in orifices plate
文献 | 方程 | ξj1 | ξj2 |
---|---|---|---|
[ | 27.2848 | 2.1745 | |
[ | C0为微孔系数,与孔间距P有关,查图可得 | 47.5489 | 2.6121 |
[ | 22.8767 | 0.8509 | |
[ | 27.7078 | 0.9285 |
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