導(dǎo)向擋板布置方式與結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)細(xì)顆粒湍動(dòng)流化床流動(dòng)特性的影響

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1、導(dǎo)向擋板布置方式與結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)細(xì)顆粒湍動(dòng)流化床流動(dòng)特性的影響導(dǎo)向擋板布置方式與結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)細(xì)顆粒湍動(dòng)流化床流動(dòng)特性的影響導(dǎo)向擋板布置方式與結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)細(xì)顆粒湍動(dòng)流化床流動(dòng)特性的影響導(dǎo)向擋板布置方式與結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)細(xì)顆粒湍動(dòng)流化床流動(dòng)特性的影響導(dǎo)向擋板布置方式與結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)細(xì)顆粒湍動(dòng)流化床流動(dòng)特性的影響導(dǎo)向擋板布置方式與結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)細(xì)顆粒湍動(dòng)流化床流動(dòng)特性的影響導(dǎo)向擋板布置方式與結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)細(xì)顆粒湍動(dòng)流化床流動(dòng)特性的影響導(dǎo)向擋板布置方式與結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)細(xì)顆粒湍動(dòng)流化床流動(dòng)特性的影響導(dǎo)向擋板布置方式與結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)細(xì)顆粒湍動(dòng)流化床流動(dòng)特性的影響導(dǎo)向擋板布置方式與結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)細(xì)顆

2、粒湍動(dòng)流化床流動(dòng)特性的影響導(dǎo)向擋板布置方式與結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)細(xì)顆粒湍動(dòng)流化床流動(dòng)特性的影響導(dǎo)向擋板布置方式與結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)細(xì)顆粒湍動(dòng)流化床流動(dòng)特性的影響導(dǎo)向擋板布置方式與結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)細(xì)顆粒湍動(dòng)流化床流動(dòng)特性的影響導(dǎo)向擋板布置方式與結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)細(xì)顆粒湍動(dòng)流化床流動(dòng)特性的影響導(dǎo)向擋板布置方式與結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)細(xì)顆粒湍動(dòng)流化床流動(dòng)特性的影響導(dǎo)向擋板布置方式與結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)細(xì)顆粒湍動(dòng)流化床流動(dòng)特性的影響導(dǎo)向擋板布置方式與結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)細(xì)顆粒湍動(dòng)流化床流動(dòng)特性的影響2007年7月石油煉制與化工PETROLEUMPROCESSINGANDPETROCHEMICALS第38卷第7期導(dǎo)向擋板

3、布置方式與結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)細(xì)顆粒湍動(dòng)流化床流動(dòng)特性的影響張永民,盧春喜,時(shí)銘顯(中國(guó)石油大學(xué)重質(zhì)油加工國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京102249)摘要在大型二維流化床冷模裝置上研究導(dǎo)向擋板布置方式和結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)細(xì)顆粒湍動(dòng)流化床流動(dòng)特性的影響.結(jié)果表明,擋板的加入對(duì)氣泡產(chǎn)生破碎作用,同時(shí)對(duì)顆粒的軸向返混產(chǎn)生抑制作用,不同的擋板布置方式和結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)流動(dòng)特性的影響程度不同.擋板設(shè)置在床層中部對(duì)氣泡的破碎效果最佳;擋板層數(shù)的增加有助于強(qiáng)化對(duì)氣泡的破碎效果,同時(shí)還可增強(qiáng)對(duì)顆粒軸向返混的抑制作用;較小的葉片間距有助于破碎氣泡,也有助于抑制顆粒軸向返混;較小的葉片傾角有助于抑制顆

4、粒軸向返昆,但對(duì)氣泡破碎的影響不大.關(guān)鍵詞:導(dǎo)向擋板流化床結(jié)構(gòu)參數(shù)流體流動(dòng)1前言在流化床反應(yīng)器中,由于氣泡的存在使氣體形成短路,造成氣固相接觸不均;另一方面,由氣泡引起的固體顆粒返混造成顆粒在反應(yīng)器內(nèi)的停留時(shí)間不均勻,使反應(yīng)轉(zhuǎn)化率降低,產(chǎn)品選擇性變差.為了減緩因氣泡所造成的負(fù)面效應(yīng),在流化床內(nèi)添加內(nèi)構(gòu)件是人們常采用的一種行之有效的方法.目前常用的內(nèi)構(gòu)件有水平構(gòu)件,垂直構(gòu)件和固體填料三種類型.水平構(gòu)件的常見形式有擋網(wǎng),單旋或多旋導(dǎo)向擋板等;垂直構(gòu)件最一般的形式是垂直管束;固體填料是一種與填料塔規(guī)整填料結(jié)構(gòu)相似的內(nèi)構(gòu)件.在上述內(nèi)構(gòu)件中,導(dǎo)向擋板在我國(guó)應(yīng)

5、用較多,目前已經(jīng)成功應(yīng)用于丁烯氧化脫氫,萘氧化制苯酐等裝置口].近年來,隨著流態(tài)化技術(shù)的不斷發(fā)展,內(nèi)構(gòu)件應(yīng)用的范圍也在不斷延伸,除了在傳統(tǒng)的化工領(lǐng)域,人們也積極嘗試在使用流化床反應(yīng)器的其它工業(yè)領(lǐng)域通過合理添加內(nèi)構(gòu)件的方式來強(qiáng)化生產(chǎn)過程,提高生產(chǎn)效率.張永民等將導(dǎo)向擋板作為催化裂化汽提器的內(nèi)構(gòu)件,在直徑186mm的冷態(tài)模擬試驗(yàn)裝置中發(fā)現(xiàn),帶有導(dǎo)向擋板汽提器的汽提效率明顯高于傳統(tǒng)的盤環(huán)形擋板汽提器.另外,在傳統(tǒng)的催化裂化床層再生器中添加適當(dāng)?shù)膬?nèi)構(gòu)件,還可以強(qiáng)化氣固相接觸,改善催化劑的停留時(shí)間分布,從而達(dá)到提高燒焦效率和增加再生催化劑活性的目的[3].但

6、催化裂化的再生過程通常是在氣速較高的湍動(dòng)流化床中進(jìn)行,其流動(dòng)特性與傳統(tǒng)的鼓泡流化床有很大差別,因此內(nèi)構(gòu)件在其中的使用方式與傳統(tǒng)鼓泡床反應(yīng)器有很大的不同.本研究通過研究導(dǎo)向擋板設(shè)置方式和結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)細(xì)顆粒湍動(dòng)流化床流動(dòng)特性的影響,以探討導(dǎo)向擋板在細(xì)顆粒湍動(dòng)流化床中應(yīng)用的可行性.2實(shí)驗(yàn)2.1試驗(yàn)裝置為了更加直觀地觀察氣固兩相在流化床中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,試驗(yàn)裝置采用二維床結(jié)構(gòu),裝置結(jié)構(gòu)示意見圖1.流化床所需的流化介質(zhì)為空氣,由1臺(tái)羅茨鼓風(fēng)機(jī)提供.來自風(fēng)機(jī)的空氣首先進(jìn)人到氣體緩沖罐中,再經(jīng)過轉(zhuǎn)子流量計(jì)定量輸送到流化床中.進(jìn)人流化床氣體的分配由1個(gè)板式分布器完成,為

7、了保證氣體分配的均勻性,分布器下方設(shè)置1個(gè)氣體預(yù)混器氣體進(jìn)入流化床層后,會(huì)攜帶一部分顆粒到床層外,為保證整個(gè)床層內(nèi)顆粒質(zhì)量和粒徑分布的一致性,設(shè)置兩級(jí)PV型旋風(fēng)分離器來捕集這部分顆粒,并同時(shí)將其返回到密相床層中去.兩級(jí)旋風(fēng)分離器的總捕集效率在99.99以上,可以保證在試驗(yàn)過程中床層內(nèi)顆粒的質(zhì)量和粒收稿日期:2006—11-21;修改稿收到日期:2007—0卜06.作者簡(jiǎn)介:張永民(1978～),男,中國(guó)石油大學(xué)(北京)在讀博士生,主要從事催化裂化工藝與工程的研究工作基金項(xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目(20490200);國(guó)家杰出青年科學(xué)基金(205

8、25621).第7期張永民等.導(dǎo)向擋板布置方式與結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)細(xì)顆粒湍動(dòng)流化床流動(dòng)特性的影響61徑分布基本不變.剩余的旋風(fēng)分離