【摘 要】
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循环流化床（Circulating Fluidized Bed,CFB）是一种高效的反应装置,将它作为船用发动机尾气处理装置可以提高船舶的废气净化能力和余热回收能力。船舶在航行中会受到风浪的影响,使船体摇摆,与此同时,CFB也会受到船舶摇摆的影响,使其内的颗粒出现不同程度的堆积,进而影响了除硫和传热效率。目前针对床内颗粒堆积问题提出的解决方法不能同时使除硫和传热效率得到提高。为了使CFB在运动过程
【基金项目】
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国家自然科学基金（批准号:51876175）；
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循环流化床（Circulating Fluidized Bed,CFB）是一种高效的反应装置,将它作为船用发动机尾气处理装置可以提高船舶的废气净化能力和余热回收能力。船舶在航行中会受到风浪的影响,使船体摇摆,与此同时,CFB也会受到船舶摇摆的影响,使其内的颗粒出现不同程度的堆积,进而影响了除硫和传热效率。目前针对床内颗粒堆积问题提出的解决方法不能同时使除硫和传热效率得到提高。为了使CFB在运动过程中具有较高的除硫和传热效率,本文应用FLUENT流体仿真软件并选用欧拉双流体模型及组分运输模型对其进行模拟计算,其中除硫效率用除硫率表示,利用出口处二氧化硫质量分数对其进行求解;传热效率用传热系数表示,利用粒子团更新模型结合两相流基本参数对其进行计算。本文提出一种通过调整布风板（CFB中放置物料和均匀气体速度的部件）转动角来提高床内除硫和传热效率的方法。首先,将CFB的运动过程离散成不同角度的倾斜状态,在每种倾斜状态下,变换布风板的转动角,得到布风板转动角对CFB内除硫率和传热系数的影响,进一步得到CFB倾斜角与布风板转动角之间的变化关系,拟合出两者的函数关系式,并将此关系式作为布风板运动的边界条件,应用动网格技术对循环流化床进行动态调控,验证方案的可靠性。研究结果表明:使用现有的调控方法时,除硫率从调控前的64.41%增加到69.69%,但传热系数从38.58（W/m2·K）减小到29.37（W/m2·K）,因此现有的动态调控方法不能同时使除硫率和传热系数提高;当CFB处于固定倾斜角度时,床内二氧化硫含量较高,主要集中在上行床底部,且随着床层高度的增加,二氧化硫含量在逐步减少,调整布风板的转动角度可以使床内的除硫率和传热系数得到优化,但是不能同时使除硫率和传热系数得到最大限度的提高,且两者呈现相反的趋势;当CFB处于连续运动过程中时,按照本文得到的流化床倾斜角与布风板转动角之间的关系进行动态调控,除硫率从64.41%提高到67.32%,提高了 4.5%,传热系数从38.58（W/m2·K）提高到41.67（W/m2·K）,提高了 8%,验证了本文调控方法的正确性。
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