Fluidiseringsegenskaper för packad-fluidiserad-bädd: en utvärdering av packningsmaterial

Abstract

Då en fluidiserad bädd används i kemiskt cirkulerande förbränning omvandlas bränsle till värme och elektricitet i en process där koldioxid i avgaserna enkelt går att separera, vilket är mycket gynnsamt i arbetet med lagring av koldioxid. En begränsande faktor med denna teknik är massöverföring mellan det syrebärande materialet och bränslet i den bubblande bädden. Massöverföringen påverkas negativt av fluidiseringsfenomen såsom sluggning och kanalbildning. Att addera packningsmaterial tillsammans med det fasta materialet i sanden har lagts fram som en eventuell lösning, i hopp om att packningsmaterialet kommer att reducera storleken på bubblorna och därmed förebygga störningar i fluidiseringen, samt bidra till en ökad masstransport i emulsionsfasen. Rapporten ämnar att visa effekten av att tillsätta packningsmaterial till en fluidiserad bäddreaktor, genom en kallflödesmodell i en plexiglascylinder. Hiflow-ringar, RMSR 25-3, ASB-packning och Raschigringar undersöktes olika förhållanden mellan sand- och packningshöjder och packningarnas prestationer jämfördes med varandra genom tryckfallsberäkningar och visuella observationer vid olika superficiella gashastigheter. RMSR 25-3 och Hiflow-ringar var packningar som bedömdes ha eftertraktade beteenden när de adderades till den fluidiserade bädden, då båda packningarna lyckades minska destruktiva fluidiseringsfenomen. Båda packningarna uppvisade hög potential när det kom till att upprätthålla turbulent omblandning och de kunde hantera dubbelt så höga luftflöden som ASB-packning och Raschigringar utan att icke-gynnsamma fluidiseringsfenomen förekom. Anledningen till att de var överlägsna de andra packningarna föreföll bero på packningarnas höga tomrumsfraktioner. Rapporten drar slutsatsen att tillsats av RMSR 25-3 eller Hiflow-ringar till en fluidiserad bädd förebygger sluggning och minskar storleken på bubblor i emulsionsfasen, vilket leder till ökad masstransport i bubbelregionen.