高压煤粉密相气力输送实验的研究.pdfVIP

中国工程热物理学会 多相流 学术会议论文 编号：086025 高压煤粉密相气力输送实验研究 周云，陈晓平，梁财， 孟庆敏，鹿鹏，蒲文灏，许盼 (东南大学热能工程研究所，南京 210096) （Tel:E-mail: clearboy9@） 摘要：在高压密相气力输送实验台上，以氮气作为输送介质，进行不同粒径煤粉的输送实验。研究总 输送差压、输送风量对煤粉的质量流量、固气比等输送参数的影响。分析了操作参数以及煤粉物性对 压降的影响机理。结果表明：相同的输送条件下，煤粉平均粒径越大，固体质量流量越低；随着输送 气量的增加，平均粒径小的煤粉先于平均粒径大的煤粉达到质量流量峰值；相近的质量流量下，平均 粒径大的煤粉在管道内压降要高于平均粒径小的煤粉。研究表明，相同输送差压下煤粉浓度随着气速 的增加而降低；相同气速下，输送差压的增加会导致煤粉浓度的升高。 关键词：高压；密相气力输送；煤粉浓度；压降 0前言 起源于 19 世纪上半叶的气力输送技术，因其具有密闭、安全、物料与环境清洁、易 [1] 于实现自动化连续操作等优点，已被广泛运用于化工、发电、制药、食品等行业 。有关 粉体的密相输送已有许多有价值的研究成果[2-3]，但这些研究主要针对低压输送，而有关 高压密相气力输送的研究报道很少。在先进的干煤粉加压气化装置中已采用高浓度煤粉 加压连续输送技术，但该技术还远未达到成熟阶段，有待进一步深入研究。东南大学自 主设计了一套输送压力可达 4Mpa ，输送固气比可达达 586kgm-3 的高压密相气力输送实 验装置，并在煤粉输送特性以及管路阻力特性研究等方面取得了许多研究成果[4-6] 。但由 于高压密相输送的流动形态复杂，流动稳定性下降，还没有成熟理论可供参考，研究有 待深入。 在高压煤粉密相气力输送中，输送压力、固相质量流量、气体体积流量等与输送管 路的压降有着内在的联系，掌握它们之间的关系对探寻物料的稳定输送具有重要意义。 此外，不同粒径煤粉颗粒的输送特性存在差异性，通过试验研究，掌握不同粒径煤粉的 输送特性，对大规模高压煤粉密相气力输送系统的设计与运行具有直接的指导意义。 1试验系统及物料性质 高压密相气力输送实验系统如图 1 所示。作为输送介质的高压氮气自缓冲罐，分成 充压风、流化风，经流量计和调节阀进入发料罐，驱动煤粉从发料罐经输送管路进入接 *基金项目：国家重点基础研究发展计划项目(2004CB217702-01). 收罐。在输送过程中，充压风用于维持料罐的压力，而流化风经布风板后对发料罐中的 煤粉进行流化，经提升段进入 16 mmφ 3 mm × 的管道输送。在发料罐出口处引入补充风 可有效调节管道输送固气比，确保输送稳定性。接收罐中的氮气通过布袋除尘器与煤粉 分离后，经背压调节阀节流放空。关于试验系统的详细介绍，参文献[4-6]。 图 1 高压煤粉密相输送试验系统图 1-氮气 2- 缓冲罐 3- 充压风 4- 流化风 5- 补充风 6- 料罐 7- 荷重传感器 8- 可视窗 9-水 10-真空 泵 3 输送试验用煤为两种不同粒径的内蒙烟煤，其真实密度为 1400kg/m ，平均粒径分 别为52μm 和300μm 。 2 结果和讨论 2.1 总输送差压对输送的影响 气力输送中,总输送差压是提供输送动力的来源，输送差压的大小很大程度上决定 了系统的输送能力。在试验过程中，保持流化风流量、补充风流量和发料罐压力不变， 输送差压的改变通过调节收料罐的压力实现。从图2可以看出，煤粉的质量流量随着输 送差