Influence of ring-type internals on axial pressure distribution in circulating fluidized bed

Authors

  • Jianjie Bu,

    1. Department of Chemical and Biochemical Engineering, The University of Western Ontario, London, ON N6A 5B9, Canada
    Current affiliation:
    1. P. O. Box 1, Handan, Hebei, 056027, P. R. China
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  • Jing-Xu Zuh

    Corresponding author
    1. Department of Chemical and Biochemical Engineering, The University of Western Ontario, London, ON N6A 5B9, Canada
    • Department of Chemical and Biochemical Engineering, The University of Western Ontario, London, ON N6A 5B9, Canada
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Abstract

In order to improve non-uniform radial and axial flow structure of a circulating fluidized bed, the influence of ring-type internals on the axial pressure distribution and gas—solids flow structure in a riser of 7.6 cm in diameter and 3 m in height was investigated experimentally. Four different opening areas, 70%, 80%, 90% and 95%, were used and the superficial gas velocity and solids circulation rate were in the ranges of 5 to 10 m/s and 20 to 233 kg/m2·s, respectively. With the presence of internals, the axial pressure gradient distribution shows the formation of a zigzag type profile instead of the regular exponential or S-shape profile and the bottom acceleration region is shortened. The opening ratio of the rings plays an important role in affecting the flow structure. The optimal opening ratio is tightly related to the operating conditions. In the circulation fluidized bed used in this study, 90% open area was found to be most suitable for obtaining a more uniform gas—solids flow structure.

Abstract

Afin d'améliorer la structure d'écoulement radiale et axiale non uniforme d'un lit fluidisant circulant, on a étudié expérimentalement l'influence d'internes de type anneaux sur la distribution de pression axiale et la structure d'écoulement gaz-solides dans une colonne montante de 7,6 cm de diamètre et 3 m de hauteur. Quatre zones d'ouvertures différentes, 70%, 80%, 90% et 95%, ont été utilisées et la vitesse de gaz superficielle et la vitesse de circulation des solides se trouvaient dans la gamme des 5 à 10 m/s et 20 à 233 kg/m2. s, respectivement. En présence des internes, la distribution de gradient de pression axiale montre la formation d'un profil en zigzag au lieu du profil exponentiel ou sigmoïde normal, et la région d'accélération inférieure est raccourcie. La rapport d'ouverture des anneaux joue un rôle important sur la structure de l'écoulement. Le rapport d'ouverture optimal est étroitement relié aux conditions de fonctionnement. Dans le lit fluidisé circulant utilisé dans cette étude, on a trouvé qu'un rapport d'ouverture de 90% convenait le mieux pour une structure d'écoulement gaz-solides plus uniforme.

Ancillary