热粘熔颗粒自团聚流化的研究

高温结焦/结渣一直是困扰流化床燃烧/气化装置运行可靠性的难题，其本质是热熔融引起的、表面具有粘熔特性的粘性颗粒的流化问题。本项目由此提出热粘熔颗粒自团聚流化的新思路，即：在高温颗粒表面具有熔融粘性的情况下，通过对流化参数、流化床结构等优化实现可控自团聚；结合风选排渣保证团聚大颗粒及时分离，实现热粘熔颗粒的平稳流化。.项目在研究颗粒热粘熔特性基础上，采用具有低温粘熔特性的模拟物，在半热态试验台上，考察颗粒间相互作用，研究颗粒特性、操作参数、流化床结构等对团聚的影响，借鉴流化造粒理论，探讨可控自团聚机理；在粘性颗粒流态化理论指导下，考察可控团聚下的颗粒流化特性，结合风选排渣，通过优化，探索实现平稳流化的方法；结合离散单元法（DEM）模拟，建立热粘熔颗粒自团聚流化条件和控制策略。最后，采用生物质和低灰熔点煤为燃料，在热态试验台上进行验证，获得热粘熔颗粒自团聚流化的规律。

高温结焦/结渣一直是困扰流化床燃烧/气化装置运行可靠性的难题，其本质是热熔融引起的、表面具有粘熔特性的粘性颗粒的流化问题。本课题由此提出热粘熔颗粒自团聚流化的新思路，即：在高温颗粒表面具有熔融粘性的情况下，通过对流化参数、流化床结构等优化实现可控自团聚；结合风选排渣保证团聚大颗粒及时分离，实现热粘熔颗粒的平稳流化。. 课题在热显微镜、差热分析研究颗粒热粘熔特性基础上，采用具有低温粘熔特性的模拟物（聚乙烯颗粒），在半热态流化床试验台上，使用CCD摄像、PIV测定、取样等方法，考察了气泡、颗粒的运动，以及颗粒间相互作用，研究操作参数、颗粒特性、流化床结构等对流化、团聚的影响，探讨了可控自团聚机理；结合风选排渣，通过优化，探索了防止失流态化、实现平稳流化的方法。结合离散单元法（DEM）模拟，考察了粘性颗粒流化、热粘熔颗粒自团聚规律，并与实验做了对比。最后，采用低灰熔点生物质（秸秆）和煤为燃料，在热态流化床实验台上进行燃烧试验，对自团聚流化、可控团聚进行了验证，为该成果在工业上的应用提供了实验基础。. 课题通过研究，建立了一套热粘熔颗粒自团聚流化预测模型，获得粘性颗粒流化、热粘熔颗粒自团聚及可控团聚规律，对流化床设计、运行有重要的指导意义。