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氣（液）固多相加工過程的流態(tài)化裝備研發(fā)及性能測試

一、項目簡介采用流態(tài)化技術(shù)處理氣體（液體）/顆粒（粉體）物料，具有氣（液）固接觸效率高，傳質(zhì)傳熱性能好等優(yōu)點，在石油、煤、無機/有機化工、制藥、環(huán)保、水處理等領域得到了廣泛的研究和應用。根據(jù)被處理物料的加工時間、氣（液）固比等處理條件不同，可分別采取鼓泡床、湍動床、循環(huán)流化床等操作形式。對于一種特定的物料體系，在采用流態(tài)化技術(shù)全面投入工業(yè)應用之前，需要對物料性質(zhì)（包括粒度分布、骨架密度、堆積密度、休止角、介質(zhì)粘度、熔點、沸點等）進行全面分析，然后根據(jù)物料加工過程工藝特點確定合適的裝置結(jié)構(gòu)，再對物料的基礎流態(tài)化特性（包括起始流化速度、起始鼓泡速度、起始湍動速度、噎塞速度等）及操作工況（進料量、操作速度、物料循環(huán)量）下設備壓降、密度、溫度、停留時間、混合與分級、傳質(zhì)傳熱效率、分離效率等進行綜合實驗測試，以此為依據(jù)進行工業(yè)規(guī)模的裝置設計及指導工業(yè)操作。本項目可以針對物料處理體系及加工工藝特點，研發(fā)合理的流態(tài)化裝備，并對其物料物性、流體力學特性、裝置結(jié)構(gòu)性能等進行綜合實驗測試，根據(jù)測試結(jié)果為新裝備的工業(yè)設計和操控、新技術(shù)的工業(yè)應用提供基礎參數(shù)和指導，也可為原有設備改造提供可靠依據(jù)。二、項目技術(shù)成熟程度項目組對FCC催化劑、煤粉、石油焦、半焦、石英砂、樹脂、剛玉球、含鹽廢水等不同特性物料的流態(tài)化性能及相關(guān)流態(tài)化裝備性能進行過系統(tǒng)的實驗測試，物料粒度范圍從30μm~5mm不等，流態(tài)化裝備涉及鼓泡床、湍動床、快速床、移動床、噴動床及各種裝備上相關(guān)的分布裝置、分離裝置等，介質(zhì)涉及氣-固、氣-液、液-固、氣-液-固體系，相關(guān)實驗結(jié)果為新技術(shù)的實施推廣提供了大量基礎數(shù)據(jù)。三、技術(shù)指標（包括鑒定、知識產(chǎn)權(quán)專利、獲獎等情況）在大量實驗研究并借鑒已有實施項目經(jīng)驗的基礎上，本項目已形成如下成果：鑒定項目：[1] 外循環(huán)多相流化床換熱器的顆粒循環(huán)和分布研究. 河北省教育廳，鑒定時間：2011.01，證書編號：20110367，成果水平：國際先進.[2] 液固三相流化床蒸發(fā)器總體優(yōu)化及應用研究. 河北省科技廳，鑒定時間：2011.01，證書編號：20110265，成果水平：國際先進.[3] 高效半干法煙氣脫硫劑制備工藝研究. 河北省科技廳，鑒定時間：2011.01，證書編號：20110266，成果水平：國際先進.[4] 鍋爐煙氣噴動床脫硫除塵工藝及設備研究. 河北省科技廳，鑒定時間：2011.06，證書編號：20111588，成果水平：國際先進.[5] 帶導流管的多噴嘴矩形噴動床煙氣脫硫設備研究. 河北省科技廳，鑒定時間：2011.06，證書編號：20111589，成果水平：國際先進.[6] 新型高效立體傳質(zhì)并流塔板的研究開發(fā). 河北省科技廳，鑒定時間：2011.10，證書編號：20112669，成果水平：國際先進.專利技術(shù)：[1] 一種克服換熱設備水平管路顆粒沉積的構(gòu)件和方法，中國發(fā)明專利，專利號：ZL 200910245134.9.（已獲授權(quán)）[2] 一種多功能集成設備精制介酸的方法，中國發(fā)明專利，專利號：ZL 200910245133.4. （已獲授權(quán)）[3] 一種降低耦合反應器提升管出口返混的氣固分布器. 中國發(fā)明專利，申請?zhí)枺?01210405627.6. （已公開）[4] 一種降低串聯(lián)組合流化床提升管出口返混的氣固分布器. 中國發(fā)明專利，申請?zhí)枺?01210405649.2. （已公開）[5] 多孔球狀反應裝置及操作方法. 中國發(fā)明專利，申請?zhí)枺?012101155697.4，申請日：2012.04.19. （已公開）[6] 一種煙氣同時脫硫脫硝綜合實驗裝置及其操作方法. 中國發(fā)明專利，申請?zhí)枺?01210115569.3. （已公開）[7] 多室雙管程蒸發(fā)器，中國實用新型專利，專利號：ZL 201020609305.X. （已獲授權(quán)）[8] 多孔球狀反應裝置. 中國實用新型專利，專利號：ZL 201220167080.6. （已獲授權(quán)）[9] 一種煙氣同時脫硫脫硝綜合實驗裝置. 中國實用新型專利，專利號：ZL 201220167161.6. （已獲授權(quán)）[10] 一種提升管與床層耦合反應器的分布器. 中國實用新型專利，申請?zhí)枺?01220542989.5. （待授權(quán)）[11] 一種串聯(lián)組合流化床提升管出口的分布器. 中國實用新型專利，申請?zhí)枺?01220543000.2. （待授權(quán)）項目獲獎：[1] 組合型顆粒分布裝置的顆粒分布性能與結(jié)構(gòu)優(yōu)化. 河北省科技進步獎三等獎（證書編號：2008JB3122-3），2009年3月.四、市場前景（應用領域、市場分析等）本項目可廣泛應用于石油、煤、無機/有機化工、制藥、環(huán)保、水處理等領域，在滿足高效節(jié)能、低碳環(huán)保的前提下，可為企業(yè)新技術(shù)開發(fā)、舊有裝置改造提供實驗測試及技術(shù)支持，進而提高企業(yè)的技術(shù)裝備水平和經(jīng)濟效益。五、規(guī)模與投資需求（資金需求、場地規(guī)模、人員等需求）規(guī)模與投資需求依據(jù)企業(yè)要求而不同。（1）從裝備選型與性能測試角度，需要研究設計新型裝備，并針對具體物料進行相關(guān)性能測試，本項目組可提供場地和人員，企業(yè)投資約為5~30萬元；（2）從舊有裝置改造角度，需要對裝置現(xiàn)存問題進行分析，研究設計合理的裝置結(jié)構(gòu)，并對其性能進行測試，再結(jié)合后續(xù)加工、安裝，本項目組可提供場地和研究設計人員，并輔助聯(lián)系加工單位，企業(yè)投資約為50~300萬元；從直接利用本項目相關(guān)技術(shù)成果角度，本項目組可提供研究設計人員，并輔助聯(lián)系加工單位，企業(yè)需提供場地和操作人員5~10人，投資約為100~500萬元。（內(nèi)容字體為宋體、四號字）六、生產(chǎn)設備裝備性能測試設備，項目組可進行開發(fā)設計；生產(chǎn)設備依據(jù)各具體物料體系及加工過程特點而定，主要以流態(tài)化操作設備為主，并輔以風機、泵、測量及控制儀表等。七、效益分析實施本項目的效益體現(xiàn)在如下幾個方面：（1）可以提高企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新能力及裝備操作水平；（2）可以提升企業(yè)的裝備運行周期與生產(chǎn)效率，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益；（3）可以降低企業(yè)的廢氣、廢液、廢渣排放水平，具備顯著的環(huán)保效益。八、合作方式（1）項目組獨立承擔；（2）與企業(yè)合作研發(fā)。九、項目具體聯(lián)系人及聯(lián)系方式（包括電子郵箱）王德武：天津紅橋區(qū)河光榮道8號北工業(yè)大學化工學院300信箱，022-60204482，13752711488，[email protected]；張少峰：天津紅橋區(qū)河光榮道8號北工業(yè)大學化工學院300信箱，022-60204596，13132081566，[email protected]。

河北工業(yè)大學 2021-04-11

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