过程工程学报 ›› 2023, Vol. 23 ›› Issue (2): 226-234.DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.222080
贾博宇1,2, 刘新华2, 王各2,3, 孙怀宇1, 鲁波娜2,4*
Boyu JIA1,2, Xinhua LIU2, Ge WANG2,3, Huaiyu SUN1, Bona LU2,4*
摘要: 相比对单个操作单元的模拟,气固循环流化床的全回路模拟能全面揭示各单元之间的联系、诊断操作突变等现象,对实际工业生产更具指导意义。本研究在连续介质模型结合颗粒动理论的框架下,对一套虚拟过程工程(VPE)的气固循环流化床装置进行了全回路模拟和稳定性分析。模拟发现了提升管中的颗粒浓度及压降发生大幅度的周期性震荡现象,两种完全不同的操作状态,即稀相输送和浓相输送,交替式地出现。为分析该现象产生的原因,考察了模型因素(主要是气固相间曳力)和操作因素(颗粒藏料量和提升管表观气速)对周期性震荡现象的影响。研究发现,将考虑非均匀结构影响的曳力替换成均匀曳力,仍不能消除周期震荡现象,其颗粒输送返回装置(Loop-seal)压头不足以保证颗粒从下降管平稳输送到提升管,而降低气速和增大藏料量都有利于颗粒循环输送的稳定性,防止“窜气”现象的发生。结合上述现象,进一步聚焦影响颗粒输送的关键点,即Loop-seal气动阀,采用引入虚拟阀门的方式提高Loop-seal输送管中的输送阻力,从而有效改进了全回路模拟的稳定性,其预测得到的提升管轴向压降分布与实验值基本吻合。