氧熱法電石生產(chǎn)復(fù)合移動(dòng)床反應(yīng)器模型化設(shè)計(jì)研究.pdf

1、傳統(tǒng)的電熱法生產(chǎn)電石技術(shù)存在“高污染、高排放、高能耗”等缺點(diǎn)，故北京化工大學(xué)劉振宇等提出了一種氧熱法電石生產(chǎn)工藝，同時(shí)也提出了不同的反應(yīng)器設(shè)計(jì)模型。本文針對(duì)年產(chǎn)1萬(wàn)噸電石的中試規(guī)模的復(fù)合床反應(yīng)器開(kāi)展了模型化設(shè)計(jì)研究，也即，采用散體力學(xué)方法驗(yàn)證并考察了兩種攪拌式的復(fù)合床反應(yīng)器固體布料器的流動(dòng)性能，并采用計(jì)算流體力學(xué)(CFD)模擬考察了反應(yīng)器密相區(qū)顆粒的熱解和傳熱特性;同時(shí)針對(duì)反應(yīng)器稀相燃燒區(qū)的設(shè)計(jì)，運(yùn)用數(shù)值模擬方法考察了不同燃燒噴嘴設(shè)置下

2、燃燒區(qū)的流動(dòng)特性，據(jù)此提出噴嘴設(shè)置的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。
　　首先，利用離散元法研究了復(fù)合床反應(yīng)器內(nèi)兩種不同槳葉（平槳葉和下壓式槳葉）下器內(nèi)顆粒流動(dòng)以及布料情況。具體結(jié)論如下:
　　(1)在兩種攪拌槳葉下顆粒在床層中的速度分布基本一致，靠近攪拌槳葉的下部床層顆粒速度相對(duì)較大;上部床層由于顆粒遠(yuǎn)離槳葉，表現(xiàn)出明顯的架橋現(xiàn)象，床層中顆粒速度分布不均勻;
　　(2)平槳葉下顆粒在反應(yīng)器徑向上呈現(xiàn)“中間多，兩邊少”的布料分布，而下壓

3、式槳葉呈現(xiàn)“中間少、兩邊多”的布料分布;
　　(3)在相同的轉(zhuǎn)速下，采用平槳葉時(shí)顆粒在反應(yīng)器徑向上的分布波動(dòng)比較大，而下壓式槳葉布料相對(duì)均勻，從相對(duì)理想的布料形式來(lái)說(shuō)，下壓式槳葉是更可采取的。
　　其次，以復(fù)合移動(dòng)床反應(yīng)器的移動(dòng)床段為研究對(duì)象，以40mm復(fù)合顆粒為電石原料，研究了移動(dòng)床段從冷態(tài)開(kāi)車(chē)到熱態(tài)運(yùn)行所需時(shí)間及反應(yīng)器熱態(tài)運(yùn)行時(shí)器內(nèi)組分、溫度等分布情況。結(jié)論如下:
　　(1)通過(guò)模擬得到移動(dòng)床從冷態(tài)運(yùn)行至熱態(tài)正常運(yùn)

4、行時(shí)，所需時(shí)間為1200s，即開(kāi)車(chē)時(shí)間至少為1200s;
　　(2)隨著時(shí)間增加，反應(yīng)器內(nèi)流場(chǎng)、溫度場(chǎng)、組分分布明顯不同。熱解初期，反應(yīng)器內(nèi)三場(chǎng)分布相對(duì)均勻;隨著熱解時(shí)間增加，壁面效應(yīng)增強(qiáng)，反應(yīng)器內(nèi)三場(chǎng)分布均呈現(xiàn)W型分布;
　　(3)隨著床層中熱解前沿的上移，反應(yīng)器內(nèi)可以明顯的劃分為熱解完成區(qū)、熱解區(qū)、未反應(yīng)區(qū)的三段分布狀態(tài);
　　(4)隨著溫度升高，復(fù)合顆粒內(nèi)先后發(fā)生水分蒸發(fā)、煤熱解、氫氧化鈣熱解，但是各物質(zhì)在釋放過(guò)