宋晓皎， 王 琦， 杨学松， 殷维杰

(1．山西能源学院 能源与动力工程系，山西晋中 030600；2．哈尔滨工业大学 能源科学与工程学院，哈尔滨 150001)

流化床反应器因其优良的传质和传热特性被广泛应用到各种工业化生产中[1-2]，而反应器中相间传质过程在一定程度上决定了反应特性的优良，因此流化床内传质特性成为国内外研究的热点问题[3-4]。Dong等[5-6]基于能量最小多尺度模型提出了多尺度传质模型，并用该模型模拟研究了臭氧的分解过程，结果显示在反应器中密相区域和稀相区域的臭氧分解存在明显不同。Saboni等[7]利用数值有限差分法研究了液体与单颗粒之间的传质系数变化规律，结果表明传质系数与雷诺数(Re)和施密特数(Sc)存在密切关系，并得出了单颗粒与液体之间的舍伍德数(Sh)表达式。Wang等[8]基于颗粒聚团介尺度模型，将质量传递与格子玻尔兹曼理论(LBM)相结合，研究了颗粒聚团对单组分颗粒与气体之间传质的影响，结果显示颗粒速度和体积分数都受到颗粒聚团的影响，并证实气固反应中舍伍德数与雷诺数成正向关系。

笔者基于Euler-Euler双流体模型，应用气泡介尺度理论，利用计算流体动力学(CFD)软件模拟了多组分颗粒在流化床反应器内的传质过程，比较分析了2种颗粒分别在混合和分离2种状态下与反应气体的传质特性，同时探究了入口表观气体速度、反应气体质量分数和床层压强等外部操作条件对传质过程的影响。

1 数学模型

基于Euler-Euler双流体模型，同时考虑气泡介尺度对多组分颗粒流化过程的影响，结合传质模型，在假定固相均为单一直径球形颗粒的基础上，利用CFD软件对水蒸气吸附过程进行数值模拟。……