[实用新型]一种测量流化床内单元或多元颗粒体系浓度分布的装置

说明书

技术领域

本实用新型属于流化床相关设备，特别涉及一种测量流化床内单元或多元颗粒体系浓度分布的装置。 

背景技术

流化床由于具有良好的混合特性，较高的传质、传热效率以及大量处理颗粒的能力，在化工、能源、环境等领域中得到了广泛的应用。流化床内固体颗粒的轴向分布对反应速率，颗粒间的传质、传热都有重要的影响。尤其对于含生物质颗粒体系而言，生物质组分的轴向浓度分布无论是对于燃烧效率抑或是气化程度都有着决定作用。因此，开发一种能经济、快捷地测量固体颗粒在流化床内浓度分布的新方法就显得尤为重要。 

迄今为止，常用的固体颗粒浓度分布的测量方法有：压降法、光纤探针法、激光多普勒法、固体颗粒取样法等。但这些方法大多仅适用于形状较规则的固体颗粒，而对于含不规则形状的生物质颗粒体系的测量仍然受到很大的限制,使得所研究的颗粒多限制为粒径较小，形状规则，球形度好的体系。如文献(Effects of particle properties on flow structure in a 2-D circulating fluidized bed: Solids concentration distribution and flow development. Chemical Engineering Science, 66 (2011), 5064-5076.) 采用光纤探针对二维提升管中的固体颗粒在高度方向的浓度分布进行了测定，其选用的颗粒包括FCC、玻璃珠和沙子均为粒径较小，球形度近似为1的颗粒。 

与其它方法相比，固体颗粒取样法具有成本低、操作方便等优势而被广泛采用。文献(Experimental investigation on mixing and segregation behavior of biomass 

particle in fluidized bed, Chemical Engineering and Processing, 48 (2009) 745-754) 采用固体颗粒分层取样法来测定生物质颗粒的轴向分布情况，但由于其仅在高度方向上将床层分为3层，这就限制了研究固体颗粒分布的精确度。中国专利（CN201488893U）设计了一种气固两相流固体颗粒取样枪，采用动态取料的方法实现对固体颗粒的取样。但由于其单次取样量少，且容易受到气固两相流脉动及不均匀流场的影响，致使取样结果的偶然性增强。该设计的实现要以气固两相流的顺畅流动为前提，若对类似于生物质这样不易流化的颗粒而言则无法满足测量需求。 

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、成本低、易操作的能够满足固体颗粒轴向分层取料的测量流化床内单元或多元颗粒体系浓度分布的装置。 

本实用新型采用的技术方案为： 

多层侧壁卸料口均匀布置在主体流化床的两边侧壁上；每层侧壁卸料口处的主体流化床内壁上分别设置导轨滑槽，并在导轨滑槽上分别安装取料分隔板；主体流化床的下部通过气体分布板分割出气体预分布室，主体流化床的底部为底部分布板；在气体预分布室内、底部分布板上设置环隙进气管，在气体分布板上设置射流进气喷嘴，射流进气管一端与射流进气喷嘴连接，另一端伸出底部分布板。 

所述的侧壁卸料口共18个，每层两个，将主体硫化床均匀地分成十层；相邻两层的侧壁卸料口之间的垂直间距均为0.05~0.2m。 

所述侧壁卸料口的截面为半圆形，其弧顶向下，且其直径等于主体流化床的厚度。

在每个侧壁卸料口处均安装有封堵外圆环和封堵内螺帽；封堵外圆环和封堵 内螺帽之间通过螺纹连接，封堵外圆环的内径大于侧壁卸料口的直径且外径等于主体流化床的外壁厚度。 

所述取料分隔板具有半圆槽形的主体外观且具有与导轨滑槽相匹配的两翼，伸入部分的长度等于流化床的宽度，在主体流化床外的部分上设置一圆筒形的手持柄。 

本实用新型与现有技术相比具有以下优点： 

（1）本实用新型采用静态下逐步分层取样，能够将各层颗粒全部取出，避免了由于取样量过少而带来的误差，能真实地反映颗粒实际分布情况。 

（2）本实用新型对不同颗粒的适用范围广，能对不规则形状的颗粒进行分层取料，如外观极不规则的生物质颗粒。 

（3）本实用新型可针对不同操作条件下颗粒的分布开展研究，如通过调控射流气速和环隙气速来分析其对颗粒分布的影响规律。 

（4）本实用新型结构简单，操作方便且造价便宜，能够满足实验研究的需求。 

附图说明