专利名称：一种测量单元或多元颗粒体系浓度分布的装置的制作方法
技术领域：
本发明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�。巫垂嬖颍蛐味群玫奶逑�。如文献(Effects of particle properties on flowstructure in a 2-D circulating fluidized bed: Solids concentration distributionand flow development. Chemical Engineering Science, 66 (2011)，5064-5076.)米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�。蛐味冉莆狪的颗粒。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 biomassparticle 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
本发明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。本发明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O. 05、. 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。本发明与现有技术相比具有以下优点(I)本发明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)本发明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，如夕卜观极不规则的生物质颗粒。(3)本发明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)本发明结构简单，操作方便且造价便宜，能够满足实验研究的需求。
图I是本发明的结构示意图；图2是本发明的分层取料示意图。图中标号I-射流进气管，2-环隙进气管，4-射流进气喷嘴，5-主体流化床，6-封堵外圆环，7-封堵内螺帽，8-卸料口，9-气体分布板，10-气体预分布室，11-底部分布板，12-取料分隔板，13-导轨滑槽。
具体实施例方式本发明提供了一种测量流化床内单元或多元颗粒体系浓度分布的装置，下面结合附图和具体实施方式
对本发明做进一步说明。本发明的结构如图I所示，多层侧壁卸料口 8均匀布置在主体流化床5的两边侧壁上；每层侧壁卸料口 8处的主体流化床5内壁上分别设置导轨滑槽13，并在导轨滑槽13上分别安装取料分隔板12 ;主体流化床5的下部通过气体分布板9分割出气体预分布室10，主体流化床5的底部为底部分布板11 ;在气体预分布室10内、底部分布板11上设置环隙进气管2，在气体分布板9上设置射流进气喷嘴4，射流进气管I 一端与射流进气喷嘴4连接，另一端伸出底部分布板11。侧壁卸料口 8共18个，每层两个，将主体硫化床5均匀地分成十层；相邻两层的侧壁卸料口 8之间的垂直间距均为O. 05、. 2m。侧壁卸料口 8的截面为半圆形，其弧顶向下，且其直径等于主体流化床5的厚度。在每个侧壁卸料口 8处均安装有封堵外圆环6和封堵内螺帽7 ;封堵外圆环6和封堵内螺帽7之间通过螺纹连接，封堵外圆环6的内径大于侧壁卸料口 8的直径且外径等于主体流化床5的外壁厚度。取料分隔板12具有半圆槽形的主体外观且具有与导轨滑槽13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5外的部分上设置一圆筒形的手持柄。选定好操作工况后，射流气体通过射流进气管I由射流进气喷嘴4进入主体流化床5。环隙气体则要通过环隙进气管2先经过底部分布板11到达气体预分布室10，然后再通过气体分布板9即可进入主体流化床5内部。当切断主体流化床5内的所有进气，床层颗粒便处于静止堆积状态，此时便可以对床 层内的颗粒进行分层卸料的操作。从堆积床层的最顶层卸料口 8开始从上到下依次将取料分隔板12插入主体流化床5。在插入取料分隔板12时要先将封堵内螺帽7拧下，在此过程中要注意收集自行溢出的固体颗粒并在分层取料完毕后归为相应各层。且在插入取料分隔板12时要保证分隔板应垂直于主体流化床5的侧壁面，且分隔板的两翼沿着导轨滑槽13，并使分隔板12伸入的最深端面与流化床5另一侧的内壁面平齐接触。这样操作的目的是保证了分层取料的准确度，避免了颗粒的流失以及相邻各层间颗粒的串混。各层分隔板12插入完毕后即可进行分层卸料的操作，卸料的顺序则与插入分隔板12的顺序相反，应从流化床床层的最底部开始逐层向上卸料。最后的操作是对从每层中取出的颗粒进行筛分和称重，至此整个分层卸料过程即可完成。对于密度相同而粒径分布不同的单一颗粒体系，或者是密度和粒径均不同的双组分颗粒体系，根据上述操作步骤进行分层逐步卸料，最后再对其筛分和分别称重即可得到各组分沿流化床轴向的浓度分布情况。对于考察操作条件对颗粒轴向分布影响的情况，本发明可通过调控进入主体流化床内的射流气量和环隙气量从而达到该目的。并在切断供气后同样根据上述描述步骤可对流化床内的颗粒进行分层卸料，筛分和称重，同样可获得不同操作条件下的颗粒轴向分布情况。
权利要求
1.一种测量流化床内单元或多元颗粒体系浓度分布的装置，其特征在于，多层侧壁卸料口(8)均匀布置在主体流化床(5)的两边侧壁上；每层侧壁卸料口(8)处的主体流化床(5)内壁上分别设置导轨滑槽(13)，并在导轨滑槽(13)上分别安装取料分隔板(12);主体流化床(5 )的下部通过气体分布板(9 )分割出气体预分布室(10 ),主体流化床(5 )的底部为底部分布板(11) ;在气体预分布室(10)内、底部分布板(11)上设置环隙进气管(2),在气体分布板(9)上设置射流进气喷嘴(4)，射流进气管(I) 一端与射流进气喷嘴(4)连接，另一端伸出底部分布板(11)。
2.根据权利要求I所述的一种测量流化床内单元或多元颗粒体系浓度分布的装置，其特征在于，所述的侧壁卸料口(8)共18个，每层两个，将主体硫化床(5)均匀地分成十层；相邻两层的侧壁卸料口(8)之间的垂直间距均为O. 05、. 2m。
3.根据权利要求I所述的一种测量流化床内单元或多元颗粒体系浓度分布的装置，其特征在于，所述侧壁卸料口(8)的截面为半圆形，其弧顶向下，且其直径等于主体流化床(5)的厚度。
4.根据权利要求I所述的一种测量流化床内单元或多元颗粒体系浓度分布的装置，其特征在于，在每个侧壁卸料口(8)处均安装有封堵外圆环(6)和封堵内螺帽(7);封堵外圆环(6 )和封堵内螺帽(7 )之间通过螺纹连接，封堵外圆环(6 )的内径大于侧壁卸料口( 8 )的直径且外径等于主体流化床(5)的外壁厚度。
5.根据权利要求I所述的一种测量流化床内单元或多元颗粒体系浓度分布的装置，其特征在于，所述取料分隔板(12)在主体流化床(5)外的部分上设置一圆筒形的手持柄。
全文摘要
本发明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。具体结构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。采用静态下逐步分层取样，能够将各层颗粒全部取出，避免了误差，能真实地反映颗粒实际分布情况；适用范围广，可针对不同操作条件下颗粒的分布开展研究。
文档编号G01N15/00GK102768171SQ201210226540
公开日2012年11月7日 申请日期2012年6月29日 优先权日2012年6月29日
发明者于邦廷, 常剑, 张永生, 张锴, 杨勇平, 陈宏刚 申请人:华北电力大学
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