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石灰污泥共热法在水泥煅烧中的应用

环境工程学报 2013年第2期7卷 689-694页

作者：范海宏张鹏李斌斌西安建筑科技大学材料科学与工程学院粉体工程研究所西安710055

利用水泥窑尾的高温废气干化污泥是处理污泥且节约能源的新方法。为了模拟窑尾废气干化污泥的生产工艺,试验对污泥与石灰共热干化,研究了石灰(CaO)在污泥热干化过程中作用,可提高污泥的干化速率,减少有害气体排放及提高干化污泥的稳定... 详细信息

利用水泥窑尾的高温废气干化污泥是处理污泥且节约能源的新方法。为了模拟窑尾废气干化污泥的生产工艺,试验对污泥与石灰共热干化,研究了石灰(CaO)在污泥热干化过程中作用,可提高污泥的干化速率,减少有害气体排放及提高干化污泥的稳定性。研究表明,当石灰掺量质量百分含量达到10%时,250℃下污泥干化速率同比提高了19.6%;释放的H2S气体减少了95.1%;污泥中有机物含量减少了77.87%。

关键词：污泥石灰干化硫化氢(H2S)

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大颗粒流化床中颗粒受力的数值模拟

西安交通大学学报 2006年第7期40卷 836-840页

作者：李晓光徐德龙范海宏西安建筑科技大学材料科学与工程学院

通过数值计算模拟了大颗粒鼓泡流化床中颗粒的受力情况．在模拟过程中，气相采用了欧拉描述方法，颗粒相运动过程的模拟采用了离散单元法．利用软球模型模化颗粒之间的碰撞力，分别研究了3种流化数下温度为300K、内含11000个直径3mm颗... 详细信息

通过数值计算模拟了大颗粒鼓泡流化床中颗粒的受力情况．在模拟过程中，气相采用了欧拉描述方法，颗粒相运动过程的模拟采用了离散单元法．利用软球模型模化颗粒之间的碰撞力，分别研究了3种流化数下温度为300K、内含11000个直径3mm颗粒的流化床中，瞬间颗粒受力在床内的分布情况．结果表明：在通常情况下，乳化相区域颗粒受到的气体曳力平均值一般是其自身重力的1～2倍；除气泡内部外，颗粒所受到的碰撞力亦高于颗粒自身的重力；流化数越高，则床内碰撞力越大，当流化数为1．67后，碰撞力已成为影响床内颗粒无规则运动的主要因素．

关键词：数值模拟流化床大颗粒流化数碰撞力

大颗粒流化床中颗粒反射光纤信号的多重分形特性

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西安交通大学学报 2005年第11期39卷 1259-1263页

作者：李晓光徐德龙范海宏西安建筑科技大学材料科学与工程学院

采用2 mm直径的光纤探头,对颗粒直径为3.66 mm的二维流化床内颗粒的光纤反射信号进行了采集,并利用小波变换极大模值法对该类信号进行了数值分析,结果表明其具备多重分形特征;给出了多重分形谱图.由谱图分析可知:随颗粒雷诺数Rep的增加... 详细信息

采用2 mm直径的光纤探头,对颗粒直径为3.66 mm的二维流化床内颗粒的光纤反射信号进行了采集,并利用小波变换极大模值法对该类信号进行了数值分析,结果表明其具备多重分形特征;给出了多重分形谱图.由谱图分析可知:随颗粒雷诺数Rep的增加,床中心处颗粒流动更加规律,而近壁区和中心至壁面半途区的情况正相反;在不同的Rep下,床中心部分颗粒无规则运动程度较高,接近壁面处较低.多重分形谱图分析有望为大颗粒流化床中颗粒运动规律的探测提供一种新的手段.

关键词：流化床大颗粒小波变换极大模值多重分形光纤信号

大颗粒流态化煅烧水泥熟料工艺的热模试验——高温流化床稳定性研究

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大颗粒流态化煅烧水泥熟料工艺的热模试验——高温流化床稳定性研...

作者：范海宏西安建筑科技大学

学位级别：硕士

用立窑煅烧水泥熟料，存在着窑断面通风不均，锻烧不稳定的致命问题，它严重地影响了水泥质量，限制了立窑水泥的应用。西安建筑科技大学粉体工程研究所经过理论分析和计算，开发了一种工艺简单的大颗粒流态化煅... 详细信息

用立窑煅烧水泥熟料，存在着窑断面通风不均，锻烧不稳定的致命问题，它严重地影响了水泥质量，限制了立窑水泥的应用。西安建筑科技大学粉体工程研究所经过理论分析和计算，开发了一种工艺简单的大颗粒流态化煅烧水泥熟料装置，并进行了冷态模型试验研究，得到了极有价值的结论。本热态模型试验研究是粉体所前期冷态模型试验的深入和延续，主要探索了高温下影响该系统稳定运行的各主要因素及其内在联系，得到了该系统安全稳定运行的主要操作参数及其调节范围;总结了其操作规程，为进一步的工业试验典定了基础。热模试验研究结果表明：在适宜的操作参数下，该系统能够稳定、连续运行，并煅烧出具有较高强度的水泥熟料;风速的调节范围为6～8m/s;单位静床高度流化床床层压降平均值基本上在9kPa左右;平均粒径4.4mm的物料在1350℃下的临界流化风速为 5.2m/s;适当提高操作风速是防止物料粘结的较佳方法。对于煅烧水泥熟料而言，平均粒径 4.4mm的物料在流化床中的静床高为 1.89m;物料稳定流化时，床层压降平均值维持在17.01kPa左右。

关键词：大颗粒流化床熟料煅烧稳定性

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大颗粒流化床中颗粒磨蚀的实验研究

化学工程 2008年第1期36卷 29-32页

作者：段然范海宏安卫东刘辉西安建筑科技大学材料科学与工程学院陕西西安710055

为了进一步丰富和发展大颗粒流态化理论,促进其在水泥煅烧领域的应用,实验通过1个三维流化床试验台研究了大颗粒流化床中颗粒的破损方式为磨蚀,即颗粒在流化过程中表面磨碎后生成细粉,颗粒自身的粒径逐渐变小。实验表明,颗粒粒径、风速... 详细信息

为了进一步丰富和发展大颗粒流态化理论,促进其在水泥煅烧领域的应用,实验通过1个三维流化床试验台研究了大颗粒流化床中颗粒的破损方式为磨蚀,即颗粒在流化过程中表面磨碎后生成细粉,颗粒自身的粒径逐渐变小。实验表明,颗粒粒径、风速以及流化时间对大颗粒流化床中颗粒的磨蚀影响较大,静床高对磨蚀几乎没有影响。最后提出了大颗粒流化床合适的控制参数:粒径范围4—7 mm,表观风速1.3um f—1.6um f,静床高H0/D<2。

关键词：流态化颗粒磨蚀大颗粒

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大颗粒流化床动力学相似性研究

西安建筑科技大学学报（自然科学版） 2006年第6期38卷 819-822,838页

作者：杨欣范海宏李晓光西安建筑科技大学材料学院陕西西安710055

为获得大颗粒流化床放大的理论依据及工业大颗粒流化床内部的动力学信息,在前人的相似性研究基础上,以两相流理论为基础对已有流化床动力学相似条件进行简化,获得了大颗粒流化床的动力学相似条件,该相似条件包含6个无量纲参数,即傅鲁德... 详细信息

为获得大颗粒流化床放大的理论依据及工业大颗粒流化床内部的动力学信息,在前人的相似性研究基础上,以两相流理论为基础对已有流化床动力学相似条件进行简化,获得了大颗粒流化床的动力学相似条件,该相似条件包含6个无量纲参数,即傅鲁德数、表观风速与临界流化风速的比值、静床高和床径的比值、固气密度比、颗粒球形度和颗粒粒径分布参数.经实验验证该相似条件是正确的,可以用于指导大颗粒流化床模型的放大.

关键词：大颗粒流化床相似条件无量纲参数

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高温大颗粒气固流化床流化行为数值模拟

化学工程 2007年第1期35卷 16-19,63页

作者：李晓光徐德龙范海宏长安大学建筑工程学院陕西西安710061 西安建筑科技大学材料科学与工程学院陕西西安710055

通过数值模拟,对内含直径为3 mm流化颗粒的二维高温流化床开展了研究。其中欧拉途径被用于描述气相运动,而对颗粒相描述则采用拉格朗日途径。采用离散单元法跟踪颗粒在不同时刻位置和速度。结果表明:与300K时相比,1 000 K高温床的临界... 详细信息

通过数值模拟,对内含直径为3 mm流化颗粒的二维高温流化床开展了研究。其中欧拉途径被用于描述气相运动,而对颗粒相描述则采用拉格朗日途径。采用离散单元法跟踪颗粒在不同时刻位置和速度。结果表明:与300K时相比,1 000 K高温床的临界流化风速有所提高,压降脉动及床层最大膨胀比明显降低。1 000 K时,流化数提高至1.67,高温床内可见到大尺寸的气泡。在气泡之外上、下2个区域中处于气泡对称轴上的颗粒,水平速度具有相反的方向;而y方向上,这二部分颗粒群的速度均向上并大致在10-1m/s范围之内。

关键词：数值模拟大颗粒流化床高温

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利用同步热分析仪研究碱解污泥的燃烧特性

环境工程学报 2011年第7期5卷 1627-1632页

作者：范海宏苏琦韩丁西安建筑科技大学材料科学与工程学院粉体工程研究所西安710055

利用TGA/DSC同步热分析仪对碱解污泥的燃烧特性和热动力学特性进行了分析和研究。结果表明,碱解污泥的失重过程主要有3个阶段;碱的加入使得污泥着火温度降低,燃烬温度升高;随着碱量增加,污泥第2阶段燃烧热增加,第3阶段燃烧热降低,总燃... 详细信息

利用TGA/DSC同步热分析仪对碱解污泥的燃烧特性和热动力学特性进行了分析和研究。结果表明,碱解污泥的失重过程主要有3个阶段;碱的加入使得污泥着火温度降低,燃烬温度升高;随着碱量增加,污泥第2阶段燃烧热增加,第3阶段燃烧热降低,总燃烧热降低;污泥第2失重阶段峰前活化能随着碱量增加而不断增加,峰后活化能不断降低。本研究为城市污水处理厂脱水污泥的资源化利用,尤其是污泥作为工业燃料的应用提供了一定的基础数据。

关键词：污泥热重分析燃烧特性

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干化温度对城市污泥热值影响的研究

西安建筑科技大学学报（自然科学版） 2011年第6期43卷 900-904页

作者：范海宏韩丁苏琦西部建筑科技国家重点实验室(筹) 陕西西安710055 西安建筑科技大学粉体工程研究所陕西西安710055 陕西省生态水泥混凝土工程技术研究中心陕西西安710055

以城市脱水污泥为研究对象,将其在不同干化温度下干化至恒重,采用氧弹式量热计测定干污泥热值.实验结果表明,剩余污泥比消化污泥干化恒重所需时间长;得到干污泥挥发份存留率和干化温度(100～600℃)之间的关系,并在两者之间进行函数拟合... 详细信息

以城市脱水污泥为研究对象,将其在不同干化温度下干化至恒重,采用氧弹式量热计测定干污泥热值.实验结果表明,剩余污泥比消化污泥干化恒重所需时间长;得到干污泥挥发份存留率和干化温度(100～600℃)之间的关系,并在两者之间进行函数拟合;随温度升高,两种污泥的热值都降低,干化温度大于350℃时,干化污泥热值几乎为零;污泥的适宜干化温度范围为150～250℃,为工业上干化处理污泥提供基本数据.

关键词：城市脱水污泥氧弹式量热计干化温度挥发份存留率热值