气固循环流化床碳化室局部CO_2摩尔分数的研究  

Investigation into Local CO_2 Molar Fraction of Carbonator in a Gas-solid Circulating Fluidized Bed

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作  者:张恺[1] 赵亚南[1] 何晨晨[1] 郭庆杰[1] 曹长青[1] 

机构地区:[1]青岛科技大学化工学院,山东青岛266042

出  处:《青岛科技大学学报(自然科学版)》2010年第3期285-289,共5页Journal of Qingdao University of Science and Technology:Natural Science Edition

基  金:国家自然科学基金项目(20876079);山东省泰山学者建设工程基金项目(JS200510036)

摘  要:在内径0.1 m,高1.0 m的碳化室(浓相区)和高3.0 m上升段的气固循环流化床反应器内,分别以混合气(空气85%(体积分数)和CO215%(体积分数))和CaO颗粒(平均粒径0.85 mm)为气相和固相,采用不同温度、表观气速和CaO颗粒循环速度,对碳化室不同高度及出口局部CO2摩尔分数进行了系统研究。应用计算流体力学(CFD)软件Fluent 6.2对碳化室不同高度及出口局部CO2摩尔分数进行了模拟计算。在模拟计算过程中,通过自编C语言程序,将CaO与CO2反应的动力学模型与Fluent 6.2中的传统模型结合。模拟结果显示:最佳反应温度为925K;表观气速为0.10 m.s-1;CaO的循环速度为0.12 m.s-1。在较低温度下,碳化室内不同高度局部CO2摩尔分数的模拟结果与实验数据吻合良好。随温度增加,计算值与实验值误差增大。A gas-solid circulating fluidized bed reactor,whose carbonator is 0.10 m in diameter and 1.0 m in height with riser 0.10 m in diameter and 3.0 m in height,was employed to investigate the local CO2 molar fraction of carbonator using synthetic gas(85 vol% air and 15 vol% CO2) and CaO particle(average diameters 0.85 mm) as gas and solid phases,respectively.Local CO2 molar fraction of carbonator was systemically simulated using Computational Fluid Dynamics(CFD) code Fluent 6.2 under different operation conditions,such as temperature and superficial gas velocity and CaO circulating velocity.The is kinetics model on reaction of CaO with CO2 was combined with the CFD software.It is indicated that the optimal reaction temperature is 925 K,the optimal superficial gas velocity is 0.10 m·s^-1 and the optimal circulating velocity of CaO is 0.12 m·s^-1.The local CO2 molar fraction of carbonator agrees with the experimental data at low reaction temperature.

关 键 词:循环流化床 CO2 碳化室 反应动力学 

分 类 号:O359[理学—流体力学]

 

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