石墨流化床反应器设计及其实验研究

　　

本文根据某核研究院提供的用于制作石墨坩埚的核级石墨，通过计算设计出一台实验室规模的小型石墨流化床焚烧装置，处理非受照石墨，并在此基础上进行燃烧实验验证其可行性，探究出石墨流化床焚烧装置的工艺参数，解决石墨难于处理的问题。通过石墨颗粒粒径等数据计算出流化床反应器的最小流化速度 、载带速度 、流化床操作速度 以及流量大小等基本参数，建立了高1962mm，直径为50mm的流化床反应器实验装置，在此基础上针对影响流化床燃烧效果的三个因素：一次风流量大小β、二次风流量大小γ以及石墨粒径进行实验，得出以下结论：流化床的燃烧实验过程中发现一次风流量大小β、二次风流量大小γ以及石墨粒径对燃烧的稳定性有一定的影响。当一次风流量大小为4m³/h时可以得到稳定的温度曲线变化，气速大小为1.6m/s，使得流化床内部的温度水平相对较高，石墨燃烧放热更加充分；炉膛中加入二次风有助于CO的燃烧，显著改善烟气质量，反应更加完全，二次风流量为2m³/h，此时炉膛内部的过量空气系数为1.35；炉膛温度需要维持在700-1000℃左右才能保证石墨顺利反应，为了使石墨燃烧更加充分，粒径范围应选择0.6-1mm，其燃烧效率可以达到99.99%，处理率为98.99%，反应速率为6.66g/min。

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