Состояние вопроса: Реакторы с циркуляционным кипящим слоем широко используются в энергетической, химической и других отраслях промышленности. Их применяют для сжигания угля, древесины и сланцев в топках энергетических котлов и утилизации твердых промышленных отходов, газификации углей и биомассы,...

Состояние вопроса: Реакторы с циркуляционным кипящим слоем широко используются в энергетической, химической и других отраслях промышленности. Их применяют для сжигания угля, древесины и сланцев в топках энергетических котлов и утилизации твердых промышленных отходов, газификации углей и биомассы, проведения
разнообразных химических и тепломассообменных процессов. Благодаря циркуляции увеличивается время пребывания частиц в аппарате и интенсифицируются процессы взаимодействия частиц с газом. Однако для их надежного проектирования с полной реализацией имеющихся преимуществ необходима разработка адекватных математических моделей протекающих в них процессов. Несмотря на то, что моделированию отдельных процессов посвящено большое количество работ, работа реактора в целом с учетом имеющихся в нем обратных связей изучена
недостаточно. В связи с этим необходима разработка простых, но информативных моделей, учитывающих взаимодействие потоков частиц в различных зонах аппарата.
Материалы и методы: Используется метод математического моделирования, основанный на ячеечных моделях
процессов гидродинамики и теории цепей Маркова. Особенностью подхода является введение зависимости переходных вероятностей от текущего распределения содержания части в собственно реакторе и опускном канале.
Результаты: Построена нелинейная ячеечная модель процесса, позволяющая рассчитывать загрузку реактора
и опускного канала дисперсным материалом и распределение времени пребывания частиц в аппарате.
Выводы: Учет нелинейных явлений в процессе циркуляционного псевдоожижения позволяет адекватно выявлять взаимное влияние параметров псевдоожижения и циркуляции на распределение времени пребывания частиц в аппарате и загрузку его элементов материалом

Background: Reactors with circulating fluidized bed are widely used in energetics, chemical and other industries. They are applied for combustion of coal, wood and shale in furnaces of power-generating boilers and incineration of solid wastes, for
gasification of coals and biomass, for running...

Background: Reactors with circulating fluidized bed are widely used in energetics, chemical and other industries. They are applied for combustion of coal, wood and shale in furnaces of power-generating boilers and incineration of solid wastes, for
gasification of coals and biomass, for running various chemical and heat and mass transfer processes. Circulation allows increasing the residence time of particles in such apparatuses and intensifying the processes of gas-solid interaction. However, adequate mathematical models are to be developed for reliable design of such apparatuses, which fully realize their advantages. Despite of the fact that a lot of mathematical models describing separate processes exist, the work of entire
reactor taking into account the feedbacks in it is still not enough investigated. Therefore, the simple but informative models taking into account the interaction of particulate fluxes in different zones of an apparatus are needed. Materials and methods: The method of mathematical modeling based on the cell models of hydrodynamics and the theory of Markov chains is used. The feature of the approach is introduction of the dependence of the transition probabilities on the
current particle content distribution in the riser and downer. Results: A non-linear cell model of the process is built. It allows calculating the hold-up in the riser and downer and the particle residence time distribution in the apparatus. Conclusions: Taking into account the non-linear phenomena in the process circulating fluidization allows more adequate exposing the influence of fluidization and circulation parameters on the particle residence time distribution and hold-ups in the apparatus elements

Fechado