宋素芳，郝振华，董立波，李俊国，房倚天



bubble-based EMMS/PFB模型的建立及在加压流化床浓相段的应用

宋素芳1,2,3，郝振华1，董立波1，李俊国1，房倚天1

（1中国科学院山西煤炭化学研究所，煤转化国家重点实验室，山西太原030001；2太原科技大学化学与生物工程学院，山西太原 030021；3中国科学院大学，北京100049）

基于多尺度分解和能量消耗分析方法，结合压力下锥形分布板射流床气泡直径关联式，建立了一个适于加压流化床（PFB）的能量最小多尺度模型——bubble-based EMMS/PFB模型。应用此模型模拟一个二维加压射流床，分析了操作压力、位置高度、空隙率及剩余速度对非均匀因子的影响。通过模拟结果与实验数据的对比，发现该模型相比于Gidaspow模型，能够更准确地模拟加压射流床内颗粒浓度的分布状态及颗粒靠近壁面处的速度变化；将这种曳力模型应用到流化床浓相段的模拟，预测了床内颗粒浓度瞬时分布及沿轴向的时均值分布、颗粒的速度分布等流动行为，使流化床浓相段的气固流动行为可视化，对流化床的设计、放大有一定的指导作用。

流化床；多尺度；数值模拟；气泡；两相流；流体动力学

引 言

加压流化床（PFB）通过增加气体密度，强化气体和颗粒之间的相互作用而改善气固流动行为，能够明显提高气固接触效率[1]。相比于传统常压流化床，加压流化床具有几个明显的优点：气固接触和混合效果好[2]，传热效率高[3-4]，化学反应速率高[5]，设备体积小[6]。因此，加压流化床在工业上具有良好的应用前景，尤其是在流化床煤气化领域。……