颗粒回料量对循环流化床下部压力脉动的影响

在一套循环流化床冷模实验装置上,考察了颗粒回料量对循环流化床提升管下部压力脉动特性的影响。结果表明,提升管下部瞬态压力呈现低频高幅、高频高幅与高频低幅的脉动特征;当提升管出口上方为零床层操作模式时,压力脉动主频在2 Hz以下,脉动能量随着颗粒回料量的增加而增加;当提升管出口上方为有床层操作时,脉动主频主要为20~25Hz频段,脉动能量随着颗粒回料量的增加而降低。     

循环流化床回路颗粒过阀压差脉动特性及对提升管内压力脉动的影响

在循环流化床冷模实验装置上,分别调节提升管内表观气速和回料管上阀门开度,测量并分析了颗粒过阀压差脉动特性及其对提升管内压力脉动的影响。结果表明:随着提升管内表观气速的降低或阀门开度的增加,颗粒过阀依次会呈现股状出料和连续出料两种形式;股状出料时颗粒过阀的压差脉动标准偏差较大,呈单主频特性,主频在0.35 Hz左右;连续出料时颗粒过阀的压差脉动标准偏差相对较小,呈双主频特性,分别对应0.35Hz和2.5Hz左右,其中2.5Hz主频能量相对较大。颗粒过阀压差脉动直接影响提升管内压力脉动行为,在提升管下部较为明显,提升管内压力脉动主频与颗粒过阀压差脉动主频分布相同。     

变径组合提升管内压力脉动及其流型转变特性

采用变径组合提升管冷模实验装置，在固/气比(Gs/(ρg·Ug))为0~37.60，通过实验对变径组合提升管内的压力脉动信号及其流型转变特性进行了研究。结果表明，随着固/气比(Gs/(ρg·Ug)的增加，变径组合提升管内依次出现气力输送(Gs/(ρg·Ug)为0~15.00)、快速流态化(Gs/(ρg·Ug)为15.00~27.00)、高密度循环流态化(Gs/(ρg·Ug)为2700~3760)3种流型。变径组合提升管内压力脉动主要由两部分组成：一部分是由于进料波动产生的全局性压力脉动，主频在0.30 Hz左右；另一部分是由于局部气流扰动，气-固相互作用以及颗粒(团)和颗粒(团)之间的相互作用引起的局部压力脉动。气力输送流型下，局部压力脉动的频率主要集中在D5频段(1.56~3.13 Hz)，主要由局部气流扰动引起；快速流态化流型下，局部压力脉动的频率主要集中在D4频段(3.13~6.25 Hz)，主要由局部气体与颗粒(团)间的作用引起；高密度循环流态化流型下，局部压力脉动的频率主要集中在D5频段，主要由局部颗粒(团)与颗粒(团)间的作用引起。     

循环流化床颗粒循环回路上动态压力的测量与分析(杨华英特约稿件)

为了考察循环流化床颗粒循环回路上流化床、提升管和旋风分离器料腿等主要单元的压力脉动诱因,采用实验的方法,在颗粒循环速率为35 kg/s、流化床表观气速为011 m/s、提升管表观气速为35 m/s、颗粒质量流率为200 kg/(m2·s)的操作条件下,同时测量3个单元上的动态压力。结果表明,3个单元均存在有压力低频高幅的波动,即压力脉动现象,其中,流化床的压力脉动来源于上行的气泡扰动,提升管的压力脉动来源于斜管下料的不稳定性和颗粒团聚,料腿的压力脉动来源于进出口和颗粒与气体的相互作用。对比3个单元的压力脉动表明,料腿下部的压力脉动强度最大。在颗粒循环回路上,一个单元产生的压力脉动流入下一个单元时,由于流态发生改变导致压力脉动很快衰减。     

气固循环流化床压力波动时间序列非线性分析

对气固循环流化床的压力波动时间序列进行了时域分析、频域分析和混沌分析，结果表明：此类系统存在非线性混沌动力学行为，并探讨了操作条件对统计参数和混沌参数的影响。     

湍动流化床中气泡行为和压力脉动特性的研究

 详细研究了在500mm×30mm×6000mm大型二维湍动流化床中FCC催化剂颗粒的床层轴向空隙率分布和床层的压力脉动。根据床层空隙率变化,建立了1个可以同时适用于鼓泡流化床和湍动流化床的气泡平均直径模型。该模型的计算结果与实验观察和实验测得的床膨胀规律均一致,并且与床层压力脉动的变化趋势也一致。在压力脉动沿床层轴向高度的分布图中,曲线呈水平“S”型。根据压力脉动的变化,床层可以分为分布板影响区、气泡生长区、料面影响区和稀相区4个区。根据床层稀、密相压力脉动的剧烈变化,提出了一种确定稀－密相界面高度的新方法,该方法简单实用。     

焦炭颗粒在循环流化床提升管中的浓度分布

在冷态提升管装置和热态工业循环流化床装置上,考察了表观气速和焦炭颗粒循环速率对提升管中部稳定区颗粒含率的影响。研究结果表明,冷态条件下焦炭颗粒循环速率较低(20~250 kg/(m~2·s)),提升管稳定区的颗粒含率小于0.12,且相同循环速率下,颗粒含率随表观气速的增大而减小;热态条件下焦炭颗粒循环速率较高(200~450 kg/(m~2·s)),在表观气速为10.50~13.20 m/s时,提升管稳定区颗粒含率小于0.35,并回归出冷热态条件下颗粒含率和极限颗粒含率的关联式。对冷热态相同表观气速和颗粒循环速率条件下的颗粒含率进行比较,工业装置的颗粒含率大于冷态实验的颗粒含率。     

气液两相流循环温度和压力预测耦合模型

为保证欠平衡钻井安全钻进,需要给欠平衡钻井设计提供井筒温度和压力分布等基础数据。基于气液两相流钻井液循环时的流动特征和井筒与地层的传热机理,建立了适用于欠平衡钻井预测气液两相流钻井液循环温度和压力的耦合模型,给出了模型的离散方法和求解方法。在模型的求解过程中,考虑了温度和压力对气相（空气、氮气）的密度、比热、比焓、动力黏度、热导率等热物性参数的影响及热源对气液两相流钻井液温度场的影响,保证了气液两相流循环温度和压力的计算精度。基于大庆油田升深2-17井充氮气欠平衡钻井试验数据,利用气液两相流钻井液循环温度和压力预测耦合模型对欠平衡钻井时的井底温度和压力进行了计算,计算结果与实测结果吻合程度高,验证了模型的有效性。对比分析了以地温、地面温度作为气液两相钻井液温度和考虑井筒换热3种情况下的环空压力剖面特征,为欠平衡钻井设计及控压钻井设计和施工提供了理论基础和技术支持。     

斜管内FCC催化剂流态与阀门开度关系的实验研究

在倾角45°、直径150 mm的斜管实验装置上,以FCC催化剂为颗粒物料,研究了颗粒输送流态与阀门开度之间的变化关系。实验中通过改变斜管上的蝶阀开度,观测斜管内颗粒输送过程的流态,并对颗粒质量流率进行实时测量,以此分析蝶阀开度变化对斜管内颗粒质量流率的调控规律。结果表明,蝶阀的开度范围(0~8)可以划分为1个可控制区和2个非可控制区。当开度处于3~7之间时,蝶阀处于可控制区,斜管内流态为波动流和分层流,可以对颗粒质量流率进行有效的调节;当开度小于3或者大于7时,处于非可控制区,斜管内流态分别为蠕动流和满管流化流,不能进行颗粒质量流率的调节。此外,在蝶阀不同开度下,颗粒质量流率存在着波动变化,差异较大。流态为波动流时,颗粒质量流率的波动最为剧烈。实验结果提高了对蝶阀调控机制的认识,为工业循环流化装置中输送斜管及阀门的调控操作提供一定的参考。     

气油两相流对滑动轴承油膜压力分布的影响

在引入新的气油两相流粘度模型的基础上，建立了适用于气油两相流工况下滑动轴承的数值计算理论，分析了气油两相流对滑动轴承油膜压力分布的影响，得出了一些有益的结论。     

FCCU立管内催化剂下行流动的脉动压力分析

针对FCCU立管存在的振动问题,在大型实验装置上对φ150 mm×9000 mm立管内颗粒下行流动的脉动压力进行了实验测量。依据两个典型颗粒质量流率50 kg/m2s和395 kg/m2s的测量结果,采用脉动压力信号之间的相干特性分析,探讨了脉动压力的形成和传递特性。实验结果表明立管内催化剂颗粒下行过程具有很强的动态特性,表现为脉动压力。立管内稀密两相共存的流态时,稀相部分的脉动压力来源于入口,向下传递,密相部分的压力脉动来源于出口,向上传递;当立管浓相输送流态时,脉动压力主要是进口处进料、下行颗粒浓度变化和下行颗粒对气体压缩的结果,向下传递。脉动压力中频率<0.3部分形成了立管振动的振源。     

动能探头测定循环流化床中颗粒流动特性

采用动能探头测定了循环流化床中（内径１８６ｍｍ，高８ｍ）颗粒动能的径向分布及其随操作条件和轴向位置的变化规律，并结合空隙率的径向分布，同时研究了颗粒速度、颗粒通量的径向分布规律。实验结果充分表明，在循环流化床中，颗粒流动在床层径向具有很大的不均匀性，并呈明显的内循环流动结构。实验结果对于探索循环流态化不均匀流动机理、建立气固流动模型以及寻求强化和改善反应器操作的途径，均具有重要的意义。     

颗粒碰撞恢复系数对循环流化床提升管内气固流动模拟的影响

将基于能量最小多尺度方法的曳力模型耦合到欧拉-欧拉双流体模型中,采用全滑移边界条件处理壁面处的颗粒相,对颗粒相为Geldart A类颗粒的循环流化床体系进行了模拟研究。考察了6种颗粒碰撞恢复系数(ess)(0,0.5,0.8,0.9,0.99,0.995)对提升管内轴向空隙率和颗粒循环量等气固流动特性的影响。模拟结果表明,由6种ess计算的轴向空隙率分布结果均呈现典型的底部密相区、中间过渡区和顶部稀相区的"S"型分布;ess较大(0.99,0.995)时能够提高提升管内轴向空隙率分布预测值和实测值的吻合程度,预测值更真实。;当ess=0.99,0.995时,提升管底部的颗粒相浓度分布预测结果呈现典型的"环-核"结构特征;ess对提升管底部颗粒相浓度和速度径向分布的影响较大。     

循环流化床煤粉气化炉内气固三维流动特性数值模拟

采用基于气相k-ε湍流模型、颗粒相颗粒动理学模型的欧拉-欧拉双流体模型,对循环流化床煤粉气化炉内气体和颗粒两相三维流动特性进行了冷态数值模拟,得到了炉内颗粒体积分数、颗粒速度的分布情况以及进料管与回料管的颗粒扩散距离。模拟结果表明,循环流化床煤粉气化炉内呈现下部密相区、上部稀相区的颗粒分布特性。     

18 m循环流化床提升管内压力信号的功率谱密度分析（流态化约稿）

本研究以高度18 m，直径为80 mm的提升管反应器为研究对象，基于装置稳定运行状态下提升管不同轴向位置的压力数据，应用功率谱密度方法分析了其内部的气固流动特征。研究结果表明，功率谱密度呈现低频高能的现象，提升管内的压力信号波动主要受气固间相互作用包括气固相互摩擦、颗粒间碰撞、聚并等行为的控制，随着颗粒循环速率的增大，提升管内颗粒行为发生频次升高，压力波动程度增强。随着提升管轴向位置的升高，压力信号波动程度逐渐减弱，其中在提升管顶部区域功率谱的低频高能现象基本消失，说明在提升管底部区域气固间的相互作用较强，引起压力波动程度较大，而充分发展区域内的气固间相互作用处于稳定状态，压力波动较弱。     

三相循环床中树脂催化过氧化氢异丙苯分解 Ⅱ.反应动力学及扩散传递

CT -175磺酸树脂催化过氧化氢异丙苯分解是一级反应 ,当树脂颗粒平均粒径为 0 48mm、反应温度为 80℃时 ,内扩散有效因子为 0 0 36。在新型三相循环流化床反应器中加入辅助的扰动气体是必要的 ,其作用既减少外扩散阻力、增加反应速率 ,又使反应平稳进行。但当内扩散成为决速步骤时 ,过多的扰动气体对反应的益处不大 ,最佳惰性气体量约为汽化丙酮体积的 1%。     

磁稳定流化床的床层特性分析及其应用研究

磁稳定流化床(MSFB)是一种特殊的流化体系,兼有固定床和流化床的许多优点。床层独特的操作状态和流体力学特点使其可能在某些涉及多相接触和流化催化反应的工艺过程中取代现有的操作方式。本文对MSFB的有关床层特性和最新应用研究进展进行了综述,以深化对该技术的认识并促进其在相关领域的深入研究与应用。     

基于小波除噪和神经网络理论的气固循环流化床颗粒浓度预测

提出了一种将混沌的相空间重构、小波包分析和神经网络相结合的新方法用于预测气-固循环流化床的颗粒浓度。首先利用小波包进行数据的消噪,然后用混沌方法重构相空间吸引子,用径向基神经网络拟合吸引子上的全局整体映射,构成混合预测模型。实验结果表明,将此混合模型用于预测气-固循环流化床的颗粒浓度,能达到较好的预测效果,预测精度比奇异值分解和傅里叶变换除噪高。