Minimum fluidization velocity and reduction behavior of combusted iron powder in a fluidized bed

流态化 流化床 材料科学 工作(物理) 机械 热力学 流化床燃烧 铁粉 还原(数学) 表面速度 复合材料 流量(数学) 几何学 数学 物理
作者
C.J.M. Hessels,D.W.J. Lelivelt,N.C. Stevens,Yali Tang,N.G. Deen,Giulia Finotello
出处
期刊:Fuel [Elsevier]
卷期号:342: 127710-127710 被引量:8
标识
DOI:10.1016/j.fuel.2023.127710
摘要

The fluidization and reduction behavior of micron-sized iron oxide powder, produced by iron combustion, is studied in a lab-scale cylindrical fluidized bed. The minimum fluidization velocity umf is found to stabilize above normalized static bed heights of 0.5 H/D (static bed height divided by the bed diameter). umf is measured as a function of temperature between 280 and 860 K for both H2 and N2 as fluidizing gas. The experimental results start to deviate from the Ergun correlation at temperatures above 560 K, both for N2 and H2. A new correlation, taking the cohesive inter-particle solid bridge force into account, is proposed in this work to predict the minimum fluidization velocity at high temperature. Reduction experiments are carried out for a total time of 5 h at constant excess velocity with 50, 75 and 100 vol% of H2 and temperatures between 623 and 823 K. Gradual defluidization occurs when the operating temperature exceeds 800 K. A maximum reduction degree of 61% is obtained at 807 K and 100 vol% H2.
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