CN103743538B - 一种流化床布风板试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种布风板试验装置，其包括：彼此连接的沸腾区(1)和缓冲区(2)；置于沸腾区(1)和缓冲区(2)之间的待测试布风板(4)；以及微压表(8)，所述微压表(8)的一端与沸腾区(1)相连，另一端与缓冲区(2)相连。本发明的装置可适用于各种类型的流化床布风板的测试工作，结构巧妙，缩短了流化床布风板试验所需时间，取得数据精确可靠。

Description

一种流化床布风板试验装置

发明领域

本发明涉及一种流化床布风板试验装置。

背景技术

流化床干燥装置在工业上应用越来越广泛，流化床中布风板的设计直接影响了流化床的使用效率。在研究改进布风板的设计过程中，需要进行大量的试验，一般需要专门的试验台架来对布风板进行测试。现有流化床布风板测试装置大多配合具体型号的流化床装置使用，结构复杂，拆装复杂，试验周期长，成本高。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术缺点，提供一种布风板试验装置，其包括：

彼此连接的沸腾区和缓冲区；

置于沸腾区和缓冲区之间的待测试布风板；以及

微压表，所述微压表的一端与缓冲区相连，另一端与沸腾区相连。

缓冲区与沸腾区之间采用法兰连接，法兰内层附有双层密封胶圈。优选缓冲区和沸腾区均为圆形且横截面内径相等。根据流化物料尺寸的不同，缓冲区和沸腾区的内径在30-50cm之间，优选为40cm，沸腾区高度在60-100cm之间，优选为80cm，缓冲区高度为沸腾区高度的1/4-1/2，优选为1/3。

在本发明的布风板试验装置中，在待测试布风板上放置有料层，以模拟工业上的实际布风情况。

在缓冲区上部且在布风板下方布有预布风网，用于对从缓冲区下部吹入的风进行布风，以使其均匀。该预布风网与缓冲区顶端之间的距离可在缓冲区长度的5-30％之间选择，优选20％。所述预布风网可更换，网孔直径可为0.1-6mm，网孔可为方孔或圆孔，优选为1mm方孔。

本发明的布风板试验装置还包括风机，其用于提供试验所需的风。所述风从缓冲区的下部吹入，经预布风网到达待测试的布风板，经所述布风板分布，作用于沸腾区中的料层上并使其沸腾。

在优选的实施方案中，通常将风机提供的风分多路均匀地送入缓冲区中。在优选实施方案中，缓冲区具有多个接口，风机提供的风分多路均匀地经所述接口送入缓冲区中。优选地，一个接口位于缓冲区底部的中心，其他接口对称地分布在缓冲区高度的1/2至底部范围中，优选为位于距离底部的高度为缓冲区总体长度1/3处。所述其他接口与水平方向的夹角在0-60°之间，优选为45°。在优选的实施方案中，缓冲区具有3个接口，一个接口位于缓冲区底部的中心，另外两个接口对称地分布在缓冲区高度的1/2至底部范围中且该两个接口与水平方向的夹角相同。在采用上述接口位置及角度时，底部接口处吹出的空气与另外两个接口中吹出的空气在缓冲区内发生碰撞、混合，混合后空气中的大部分流动方向为垂直向上，可提供稳定、均一的空气流场分布环境用以模拟流化床稳定工作时布风板上的风力分布情况。当底部中心位置处的接口位置不变，其它接口的位置和角度发生变化时，从各接口吹出的空气在缓冲区内混合后空气在缓冲区的流场分布不稳定，部分区域空气向上流速较快，部分区域空气向上流速较慢，用于模拟流化床布风板在不稳定工况下的风力分布情况。从而评价布风板在不同工况条件下的适应性。因此，在另一实施方案中，除底部中心处的接口之外，其他接口的位置和角度可不同，从而模拟流化床布风板在不稳定工况下的风力分布情况。

在优选实施方案中，风机所提供的风首先通过总风路，所述总风路上设置有总阀门；在通过总阀门后分成多个与缓冲区接口相连的分风路(其数量对应于接口的数量)，各分风路中也分别设置有分阀门。所述总阀门和分阀门可为任何阀门，优选为球形阀门。所述阀门可用于调整送入缓冲区的空气分布。球形阀的开度为0-100％。优选用于将风供入底部的阀门开度为20-40％，用于将风供入缓冲区底部中间的阀门开度为40-60％。不同位置阀门开度相互配合，可以调节进入缓冲区内空气的分布，可按照试验目的使混合后空气的流动方向垂直向上或出现部分区域风力较大的条件，为模拟不同流化床床层流化态提供稳定的风力场。在上述优选阀门开度下，缓冲区内空气流动方向总体向上，提供正常操作条件下流化床布风板的工作状况。

微压表一端固定连接于布风板下方的固定测试接口，所述固定测试接口的上方与布风板下表面相切；所述微压表的另一端与沸腾区测试口中的任一个连接。沸腾区一侧管壁上自下而上开有若干沸腾区测试口，各沸腾区测试口中心线重叠，且垂直于布风板所在水平面。各沸腾区测试口之间的距离可在沸腾区测试口直径的1-10倍之间选择，优选为4倍沸腾区测试口直径。各沸腾区测试口采用有机玻璃片封堵，有机玻璃片底部与沸腾区内壁面在同一平面上以免影响沸腾区的风况。在使用时，取下有机玻璃片，接入微压表一端。在进行布风板评价试验时，微压表用于测量物料流化时不同位置的压差，以评价布风板的风阻，从而为改进布风板的设计提供数据。

在优选实施方案中，以沸腾区体积中心线为对称轴，在沸腾区测试口相对的沸腾区另外一侧管壁上开有备用测试接口。备用接口的形状、大小、相对位置与测试接口一致。在对布风板进行测试时，不同试验需在沸腾区加入不同种类的物料，不同物料在一定试验条件下发生流化现象后其流化床层高度不同，通过不同位置的测试口，可对不同高度流化层与入风口底部之间的压差进行测量。因此，当流态化不稳定时，测试口与备用接口可对不稳定状态下不同位置进行压差测试，以获得数据对布风板进行改进。

沸腾区一侧装有标尺，标尺垂直于布风板水平面，标尺底部0刻度线与布风板上表面在同一水平面，标尺顶部刻度与沸腾区顶端平齐。标尺上连接有垂直于标尺的指示杆，指示杆一端与沸腾区外壁相接触，另一端以可在标尺范围内沿标尺上下自由移动的方式与标尺相连。当指示杆移动至试验中流态化床层中稀相区或浓相区的分界面时，可在标尺上直接读出稀相区和浓相区的高度，从而评价布风板的布风效果。

标尺上端装有风速表，安装位置具有伸缩杆和水平旋转结接头，从而使得风速表测试探头可在沸腾区顶端的水平面上自由移动，并可在沸腾区顶端水平位置的范围内任意一点停留。沸腾区顶部不封顶，呈开放环境。因此，风速表可测量沸腾区顶部任一点的风速。

在测试时，将合适的预布风网放置于缓冲区内布风板下方，如上所述，预布风网与缓冲区顶端之间的距离可在缓冲区长度的5-30％之间选择，优选20％。将待测试布风板放入缓冲区和沸腾区之间后，利用法兰固定好。从沸腾区上方加入待测试物料。将微压表两端分别连接至缓冲区固定接口，一端连接至沸腾区测试接口，连接位置根据试验要求选择。开启风机，调节各球形阀至合适开度。当加入的物料发生流化现象时，停止调节各球形阀开度。利用微压表通过不同位置的测试口分别测试不同位置的压差，并测试稀相区和浓相区的高度，记录沸腾区顶部中心及四周不同位置的风速，文字描述沸腾状态或拍照记录。继续调节各球形阀开度，出现管涌或沟流等现象时停止调节，按上述要求测试压差、风速、流化状态等。

附图简介

图1为本发明装置的示意图。

图2为本发明装置沸腾区中的沸腾区测试口7分布的示意图。

具体实施方式

参见图1，图1为本发明装置的示意图。如图1所示，沸腾区1与缓冲区2通过法兰连接，法兰内层附有双层密封胶圈。在缓冲区2上部且布风板下方设置有预布风网3。在沸腾区1和缓冲区2连接处设置有待测试的布风板4，布风板4上设置有料层5。

在缓冲区2的侧壁上，在待测试布风板4下方设置有固定测试接口6，所述固定测试接口6的上方与布风板4下表面相切。在沸腾区1一侧的管壁上自下而上开有若干沸腾区测试口7，各沸腾区测试口7的中心线重叠，且垂直于布风板4所在的水平面。各沸腾区测试口之间7的距离可在沸腾区测试口7直径的1-10倍之间选择，优选4倍于沸腾区测试口7直径。各沸腾区测试口7采用有机玻璃片封堵，有机玻璃片底部与沸腾区2内壁面在同一平面上以免影响沸腾区的风况。在使用时，取下有机玻璃片，接入微压表8一端。微压表8一端与缓冲区2中的固定测试接口6连接，另一端与沸腾区测试口7中的任一个连接，以测定缓冲区与沸腾区之间的压差。

在优选实施方案中，以沸腾区2的体积中心线为对称轴，在沸腾区测试口7相对的沸腾区另外一侧管壁上开有备用测试接口。备用接口的形状、大小、相对位置与测试接口一致。

沸腾区2一侧装有标尺9，标尺9垂直于布风板4水平面，标尺9的底部0刻度线与布风板4的上表面在同一水平面，标尺9的顶部刻度与沸腾区1顶端平齐。标尺9上连接有垂直于标尺的指示杆10，指示杆10一端与沸腾区1的外壁相接触，另一端可在标尺9范围内沿其上下自由移动，用于测量物料流化时稀相区和浓相区的高度。

标尺9上端装有风速表11，安装位置具有伸缩杆和水平旋转结接头，可使风速表11测试探头可在沸腾区1顶端的水平面上自由移动，并可在沸腾区顶端水平位置的范围内任意一点停留。

所述流化床布风板试验装置还提供有风机12，从风机12出来的风进入总风路，所述总风路中设置有总阀门13；在通过总阀门13后分成三个与缓冲区接口14,14’,14”相连的分风路，该分风路中也设置有分阀门15,15’,15”。所述总阀门13和分阀门15,15’,15”可为球形阀门。

测试布风板时先将布风板固定在缓冲区和沸腾区中间。将待测物料加入沸腾区中。开打风机后调节各球形阀的开度。达到预期流化效果(如稳定态流化、出现沟流或管涌等)后停止调节各球形阀。利用微压表测试沸腾区内不同高度与布风板底部的风压差。利用沸腾区上方的风速计测试沸腾区上表面处不同位置的风速。利用标尺和指示杆测试稳定流化态时稀相区和浓相区的高度，非稳定流化态时的气泡大小等。并文字记录或拍照记录沸腾区内物料流化状态。

本发明的装置可适用于各种类型的流化床布风板的测试工作，结构巧妙，缩短了流化床布风板试验所需时间，取得数据精确可靠，可对流化床布风板正常工作时的各种参数进行测试，对流化床出现异常(如沟流、泉涌等现象)时的流化层不同位置压差、流化层上方风速等参数进行测试记录。为改进布风板设计，确定布风板操作参数条件范围提供数据。同时可为不同物料对布风板的适应性情况进行评价。

上文参照附图描述了本发明的优选实施方案，但应理解的是上述优选实施方案仅仅是示意性的，而非限制性的。本发明还可以以不同于所述优选实施方案的方式实施。本领域技术人员在参考上述本发明教导后，可容易地对本发明做出各种改进和改变，所述各种改进和改变也涵盖于本发明的范围之内。

Claims (11)

1.一种布风板试验装置，其包括：

彼此连接的沸腾区(1)和缓冲区(2)；

置于沸腾区(1)和缓冲区(2)之间的待测试布风板(4)；以及

微压表(8)，所述微压表(8)的一端与沸腾区(1)相连，另一端与缓冲区(2)相连，

其中缓冲区(2)上部布有预布风网(3)，预布风网(3)与缓冲区(2)顶端之间的距离在缓冲区(2)长度的5-30％之间选择；

其中缓冲区具有多个接口(14，14’，14”)，风机(12)提供的风分多路均匀地送入所述接口(14，14’，14”)中，其中一个接口位于缓冲区底部的中心，其他接口对称地分布在缓冲区高度的1/2至底部范围中，所述其他接口与水平方向的夹角在0-60°之间。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：沸腾区(1)和缓冲区(2)均为圆形且横截面内径相等。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：缓冲区(2)与沸腾区(1)之间采用法兰连接，法兰内层附有双层密封胶圈。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：在待测试布风板上放置有料层(5)。

5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：在待测试布风板上放置有料层(5)。

6.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：在待测试布风板上放置有料层(5)。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的装置，其特征在于：微压表(8)的一端与待测试布风板(4)下方的固定测试接口(6)固定连接，所述固定测试接口(6)的上方与待测试布风板(4)的下表面相切；且微压表(8)的另一端与沿沸腾区(1)一侧管壁上自下而上设置的多个沸腾区测试口(7)中的任一个连接，各沸腾区测试口(7)的中心线重叠，且垂直于待测试布风板(4)所在的水平面。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于：各沸腾区测试口(7)之间的距离可在沸腾区测试口直径的1-10倍之间选择。

9.根据权利要求1-6中任一项所述的装置，其特征在于：沸腾区(1)一侧装有标尺(9)，标尺(9)垂直于待测试布风板(4)的水平面，标尺(9)的底部0刻度线与待测试布风板(4)的上表面处于同一水平面，标尺(9)的顶部刻度与沸腾区(1)的顶端平齐；且标尺(9)上连接有垂直于标尺(9)的指示杆(10)，指示杆(10)一端与沸腾区(1)的外壁相接触，另一端能够在标尺(9)范围内沿其上下自由移动。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于：标尺(9)上端装有风速表(11)。

11.根据权利要求1-6中任一项所述的装置，其特征在于：所述装置还包括风机(12)。