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摘 要

Abstract 2

第一章 文献综述 3

1.1 引言 3

1.1.1 流态化的历史 3

1.1.2 流态化的流型 4

1.2 气固流态化 4

1.2.1流型及转变 4

1.2.2 内构件分类 5

1.2.2.1 横向构件（水平构件） 5

1.2.2.2 纵向构件（垂直构件） 6

1.2.2.3 叶片形构件 7

1.2.3 静电作用 7

1.2.3.1静电发生机制 7

1.2.3.2 静电控制 8

1.4 本课题研究内容与意义 9

1.4.1 研究内容 9

1.4.2 研究意义 9

第二章 实验方法及步骤 10

2.1 实验装置 10

2.2 实验物料 11

2.2.1 固体颗粒 11

2.2.2 抗静电颗粒 12

2.3 实验参数及测量方法 12

2.3.1 表观气速的测量 12

2.3.2 压力梯度的测量 13

2.3.3 固含率的测量 14

第三章 实验结果分析与讨论 16

3.1 内构件作用 16

3.1.1 内构件对压力梯度的影响 16

3.1.2 内构件对固含率的影响 17

3.1.3 小结 25

3.2 静电对压力梯度的影响 26

3.2.1 抗静电前后无内构件压力梯度分析 26

3.2.2 抗静电前后70%开孔率内构件压力梯度分析 27

3.2.3 小结 29

3.3 本章小结 29

第四章 研究结论与展望 30

4.1 研究结论 30

4.2 研究展望 30

参考文献 31

致谢 35

摘要

近年来，寻找有效的方法，改善流化床的流化性能，一直是国内外科技界追求的目标。生产中应用较广的气固流化系统存在气泡尺寸大，颗粒相互黏附等问题，导致不能达到很好的流化效果；而液固系统中的散式流态化则不存在以上问题。如何使气固流化床内分布均匀，气固接触良好，实现接近于理想流态化的“散式”流态化，成为研究的关键。结合上述挑战，本文选择FCC颗粒-空气的气固流化系统，通过加入抗静电颗粒与不同的内构件，探究通过减少静电和加入内构件对实现气固“散式”流态化的效果。一方面，测量无内构件、加入70%开孔率内构件和90%开孔率内构件三种条件下，流化床气速由小变大过程中的压力梯度变化和固含率变化，探索内构件对气固流化床流化状态的影响；另一方面，加入0.5wt%抗静电颗粒Larostat 519，测量无内构件和加入70%开孔率内构件两种情况下的压力梯度变化，探索静电作用对气固流化床流化状态影响。通过实验结果讨论与分析，相比于静电作用，内构件的存在对于实现气固流化床的“散式”流化起主导作用。因此，本文得出的研究结论能有效用于改善气固流化床的接触效率，大大提升流化性能。

关键词： 气固流化床 静电作用 内构件 散式流化态

Abstract

In recent years, the search for effective methods to improve the fluidization quality of fluidized beds has been the goal of the scientific and technological circles at home and abroad. The widely used gas-solid system has problems such as large bubble size and granules gathering to mass, which cannot achieve an ideal fluidization condition, while the particulate fluidization in the liquid solid system does not have the above problems. How to make the gas-solid fluidized bed evenly distributed and improve gas-solid contact efficiency to realize particulate fluidization that is close to the ideal fluidization, has become the key to research. Combined with the above challenges, this paper selects FCC particles-air fluidization system, and explores the effect of eliminating static electricity and adding internal components to achieve gas-solid particulate fluidization by adding anti-static particles and different internal components. On the one hand, the variations of pressure drop gradient and solid holdup with the increasing of gas velocity are measured under conditions of internals with three opening rates (70%, 90%, 100%). On the other hand, after adding 0.5wt% Larostat 519 which is anti-static particle, measure changes in pressure gradients in two internal components: without internal components and 70% opening rate internal components. The effect of electrostatic on the fluidization state of the gas solid fluidized bed is explored. Through analyzing the experimental results, compared with the electrostatic action, the effect of internal components plays a leading role in realizing the particulate fluidization of gas-solid fluidized bed.

Key words: gas-solid fluidized bed, electrostatic action, internal components, particulate fluidization state.

内构件及静电作用对传统气固流化床影响的试验研究

第一章 文献综述

1.1 引言

1.1.1 流态化的历史

流态化的原理在社会生活和工程上都有广泛的应用。最早在社会中应用可追溯到淘米、扬簸等日常行为。我国明代科学家宋应星著的《天工开物》中所描绘的淘金法^[1]是最早的有关流态化技术在工程上的应用的记录。流化床设备的使用为确保可靠设计和改进各种工业技术（如化学、石化和生物工业）开辟了广泛的可能性。

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