外加电场对静电流化床中颗粒运动与床层粘壁的调控机制

黄正梁，张鹏，杨遥，任聪静，王靖岱，阳永荣

（1 浙江大学化学工程与生物工程学院，浙江杭州 310027；2 浙江大学化学工程联合国家重点实验室，浙江杭州 310027；3 浙江省化工高效制造技术重点实验室，浙江杭州 310027；4 浙大宁波理工学院，浙江宁波 315100）

引言

流化床因具有高的热质传递效率，被广泛应用于烯烃聚合、煤燃烧、生物质燃烧、造粒及干燥等工业过程。在流化床中，流化气使颗粒悬浮[1]，颗粒的运动特征显著影响着床层内的流体力学参数，如颗粒温度、颗粒停留时间、气固接触效率等[2]。因此，研究流化床内的颗粒运动行为，建立颗粒运动行为的调控方法具有重要意义。

在鼓泡流化床中，颗粒运动的动力主要来自于气泡，颗粒运动的强度受到气泡尺寸与气泡速度的显著影响[1]。一旦气泡的运动行为发生改变，颗粒运动也随之改变。现有研究表明，外加电场具有调控气泡尺寸的能力。Wittmann 等[3-4]发现二维流化床中的气泡会在外加直流电场作用下发生变形，van Willigen 等[5-7]发现二维/三维流化床中的气泡尺寸会在外加交流电场作用下显著降低。本团队的前期研究结果表明，在有静电存在的流化床中（简称静电流化床），外加直流电场对气泡尺寸的影响与场强有关[8]。在高场强条件下，与前人的研究结果一致，直流电场会导致气泡尺寸减小；而在低场强条件下，带有静电的颗粒会受到库仑力的影响发生定向迁移，从而使得气泡尺寸增加。然而，目前鲜有研究在上述研究的基础上进一步揭示外加电场对静电流化床中颗粒运动行为的影响机制。……