立管中颗粒流态化流动和移动床流动

1 前言 立管(standpipes)或称料腿,是颗粒在两器之间循环流动的重要部分。像流化焦化、南非sasal煤基弗托合成烃类、石油催化裂化、砂子炉石油裂解制取烯烃以及灰熔聚煤气化等生产装置上都安装立管。例如,一个典型的石油催化裂化装置,每小时催化剂颗粒的循环量可达120吨左右。这些催化剂颗     

循环射流流化床立管中气固流动实验研究

立管是气固循环系统的重要组成 ,其复杂性在于存在着各种流动体系。实验中循环射流流化床选用的循环立管结构是在其末端安置水平挡板作为限流构件 ,考察了水平挡板高度、加料量、射流气速等对立管料柱平衡高度的影响 ;采用气体示踪法测定了颗粒在立管中的流动速度和气体速度 ,并与立管中空隙率进行了关联 ,进而提出预测循环立管移动床流动状况的方法     

颗粒塞阀及其操作特性的研究

通过对粗聚丙烯和瓷球两种Geldart-D类颗粒漏斗-立管系统实验研究,发现在悬料操作区域内,漏斗-立管系统具有较高的抗压能力。因此,把在悬料条件下具有抗压特征的漏斗-立管系统(无机械转动部件阀门)称之为“颗粒塞阀”。颗粒塞阀的抗压下限可由下式-dp/dl=200(1-εmf)^2μgUmf/εmf^3(φsdp)^2(D0/D1)^2 7.0(1-εmf)ρg（Umf)^2/φsdp(D0/D1)^4沿立管高度积分求得;而抗压上限是由Ergun公式沿立管高度积分求得,但计算所用的气速是指此系统的漏斗中颗粒的有效重量等于气固之间作用的曳力时所对应的立管中气速。并指出了此阀可用于把颗粒从低压容器输送到高压容器的场合。     

CFB煤燃烧／热解双反应器立管内气固流动模型分析

在循环流化床（CFB）煤燃烧／热解双反应器冷态实验装置上,以硅胶和电厂锅炉灰为实验物料,考察了立管内的气固流动特性,其中立管的内径44mm、高3m。研究结果表明,立管内的气固流动形态为移动床流动,Leung的立管流动模型适合对该系统中立管内移动床流动的描述,经拟合分别得到了立管内气、同速率以及气同相对速率与固体速率之间的经验方程,对热态实验过程中判断立管内的气固流动型态以及料封的稳定性均具有一定的参考价值。     

循环流化床立管物料反窜现象的分析

介绍了循环流化床流态化及工作原理,分析了立管物料反窜时前后气化炉压差及温差变化情况,确定了中试装置的循环流化床在运行过程中产生立管物料反窜的原因,并提出了稳定返料系统阀门的操作、控制物料循环流动速率、控制好密封腿的气量和料腿的料位高度、保持气化炉流化状态稳定、调整流化气速为4～6 m/s、控制粉煤粒径为0.3～0.4 mm等解决方法。经优化改进后,确保了立管物料不反窜,使床层料位稳定,气化炉流化状态稳定,实现了循环流化床的长周期稳定运行,为循环流化床的工业化推进提供技术支撑。     

垂直立管中催化剂流动特性的实验研究

对垂直立管中催化剂的流动性能进行了实验研究,测定了各种操作条件下立管中的轴向压力分布、催化剂循环速率以及附加吹气的影响. 实验结果表明,立管中的气固流动存在分别处于负压差下移下流区的"脱气段"和处于正压差下移下流区的"持气段"两种流动状态;下料阀开度对固体循环流率有明显的约束作用,且使"持气段"总压降增加较"脱气段"更为明显;对立管引入附加吹气有明显的增压作用,并使立管的压力分布有较大的改变. 根据实验结果及分析,对垂直立管的管形设计和催化剂在垂直立管中的密相输送提出了分析与建议.     

气固循环流化床负压差下料立管的压力脉动特性

通过对气固循环流化床负压差下料立管的压力测量,分析了立管下料过程的压脉动特性。负压差下立管内的颗粒由立管上部的低压端流向下部的高压端的过程中,对所夹带的气体产生压缩导致了立管内气固两相流动的不稳定性,表现为立管压力的脉动以及颗粒下行速度的波动和密度分布的不均匀。压力脉动的幅度随负压差的增加而增大。     

不同充气条件下密相输运床返料系统气固流动数值模拟

采用计算颗粒流体力学对密相输运床返料系统内的气固流动行为进行了数值模拟,分析了曳力模型和颗粒最大堆积浓度等参数对模拟结果的影响,确定了合适的模型参数。通过对比3组工况的模拟结果,获得了与实验结果基本一致的立管压力分布和固体循环流率随充气条件的变化规律,并分析了立管内压力梯度分布、气体流动方向、颗粒浓度分布等。结果表明立管充气口处压力梯度绝对值为局部最大值;当立管充气口气量为零时,会使充气口上方一段距离的压力梯度绝对值较小;充气量增大到一定值时会在充气口附近形成明显的气泡。当缺少立管高位充气时,会导致立管下部区域形成大的压力梯度,增加颗粒下落阻力。充气松动颗粒的作用仅对充气口附近区域有一定影响,更大的作用是在立管内形成均匀的压力梯度分布,使立管内气固流动状态保持上下一致。在制定充气方案时,应根据固体循环流率确定立管压降,补充合适气体量以维持气体下行速度均衡,使得各段的平均压力梯度相同。     

不同充气条件下密相输运床返料系统气固流动数值模拟

采用计算颗粒流体力学对密相输运床返料系统内的气固流动行为进行了数值模拟,分析了曳力模型和颗粒最大堆积浓度等参数对模拟结果的影响,确定了合适的模型参数。通过对比3组工况的模拟结果,获得了与实验结果基本一致的立管压力分布和固体循环流率随充气条件的变化规律,并分析了立管内压力梯度分布、气体流动方向、颗粒浓度分布等。结果表明立管充气口处压力梯度绝对值为局部最大值;当立管充气口气量为零时,会使充气口上方一段距离的压力梯度绝对值较小;充气量增大到一定值时会在充气口附近形成明显的气泡。当缺少立管高位充气时,会导致立管下部区域形成大的压力梯度,增加颗粒下落阻力。充气松动颗粒的作用仅对充气口附近区域有一定影响,更大的作用是在立管内形成均匀的压力梯度分布,使立管内气固流动状态保持上下一致。在制定充气方案时,应根据固体循环流率确定立管压降,补充合适气体量以维持气体下行速度均衡,使得各段的平均压力梯度相同。     

水合物法分离催化裂化干气的相平衡研究

石油炼厂副产大量的催化裂化干气,常规的深冷分离方法存在能耗高、投资大的问题。水合物分离法是实现低沸点混合气体分离的一种新技术,其操作条件温和,降低了操作工艺要求和设备费用。采用实验研究方法,选择典型催化裂化干气组分,进行油水乳液体系中水合分离催化裂化干气的相平衡研究,分别考察温度、压力、初始气液体积比、乳化剂浓度和油水体积比等因素对水合分离的影响。结果表明,温度、压力、初始气液体积比、乳化剂浓度和油水体积比对水合分离催化裂化干气具有显著影响,分离效果随系统温度的降低或系统压力的升高或初始气液比的降低而提高。水合分离催化裂化干气的最佳操作条件为:系统温度274.15 K,压力5.0 MPa,初始气-液比90(V/V),油水比1.0(V/V),最佳乳化剂浓度配比span20(0.1%(wt))+oπ(1.0%(wt))。研究表明,在油水乳液体系中,采用水合分离方法催化裂化干气方法可行,具有很好的分离效果和工业应用潜力。     

循环流化床下料管中气固流动的实验研究I—颗粒流动

在内径１１０ｍｍ的下料管循环流化床中，采用ＦＣＣ（流化床催化裂化催化剂）、硅胶球颗粒时，对下料管中颗粒局部速度、局部浓度的测量基础上，研究了床层截面平均颗粒浓度，截面平均颗粒速度的轴向和径向分布，并回归得到求取床层颗粒浓度的关联式，为气固下行反应器设计开发提供了理论依据。     

循环流化床锅炉循环流率在线测量方法研究

高温床料的循环流率是循环流化床锅炉的重要参数,但目前鲜有能应用于实际锅炉中的测量技术。为此,笔者提出了一种新型冲击式循环流率的在线测量方法,并研制了原理样机;建立了测量过程的理论模型并进行了实验室冷态试验,将新型循环流率测量方法应用于某116 MWth循环流化床锅炉中进行热态试验。测量装置具有悬臂梁式几何结构,其整体布置于循环流化床锅炉立管底部。悬臂梁型装置的一端固定于锅炉外壁面,另一端固定有靶片并伸入至立管密相区中。装置通过测量立管物料下落时冲击靶片而造成的形变来计算颗粒冲击力并反推颗粒冲击速度,进而获得循环流率。同时,通过仪表风吹扫冷却装置并防止堵塞。该方法具有耐受高温、可在线测量和不影响锅炉正常运行等优点。冷态试验测量得到不同冲击速度下的气固两相流绕流阻力和阻力系数,随着冲击速度增大,气固绕流阻力随之增大而阻力系数减小,且存在"剪切变稀"现象。在实际锅炉的热态测试中,该测量装置能较好地捕捉到锅炉起停炉、变负荷时循环流率变化趋势。通过量级分析并利用炉膛稀相区压差与炉膛截面风速之积校核测量结果,验证了该方法在实际循环流化床锅炉中在线应用的可行性。     

操作条件对双循环回路变径提升管压降的影响

针对生产清洁汽油组分的催化裂化新工艺,建立了具有双循环回路的变径提升管冷模实验装置. 提升管由下部具有较小床径、较高气速的气力输送区和上部具有较大床径、较低气速的快速流化区组成,循环物料可在提升管的下部和中部分别加入,形成主、副两个循环回路. 分析了系统主、副循环回路的压力平衡关系,研究了操作条件对提升管压降的影响. 结果发现,主、副循环回路的提升管压降均随表观气速的增加而降低;增加2个循环回路中任意一个固体循环速率时,将使另一循环回路的固体循环速率降低,但总固体循环速率和2个循环回路的提升管压降均升高. 2个循环回路相互影响并保持各自的压力平衡,在固体循环速率控制阀处,只有循环管端压力大于提升管端压力才能维持系统正常操作. 增加系统藏料量、循环管直径、副循环供料床高度和直径均有利于维持循环系统的正常操作.     

环流技术在石油炼制领域中的研究与应用

环流技术在生物工程、废水处理、有机化工、煤直接液化等领域得到了较多的研究和应用,这些研究多集中于气-液、液-固及气-液-固体系。近年来,环流技术的研究延伸到了气-固体系,应用范围也拓展到了石油炼制领域。本文重点概述了气-固环流技术在石油炼制领域中催化裂化装置的粗旋快分、汽提器、外取热器、降烯烃反应器及石油焦燃烧器等装备中的研究与应用进展,同时也对气-液环流技术在渣油悬浮床加氢、气-液-固环流技术在水合物法分离炼厂气中氢气技术上的研究与应用情况进行了综述。     

气升式反应器内三相条件下流动行为研究Ⅱ——循环液速的影响

在一个体积为8L（直径96mm,高为1800mm）带导流筒的气升式反应器内,模拟两相（空气-水,空气-水-乙醇）系统和三相（空气-水-玻璃珠,空气-水-乙醇-淀粉）系统,改变给气流量,导流管直径,乙醇浓度,玻璃珠直径,固含率,淀粉含量,系统温度,以及操作方式考察了以上因素对气升式反应器内循环液速的影响。研究表明：随着上升气体表观速度的增加,导流简直径的增加,床内循环液速也增加;在固含率一定条件下,固含物粒径烊大,循环液速也越大;溶液浓度增加,循环液速也增加;床层中的固含率增加,而循环液速减小;系统温度增加,循环液速增加;环隙给气方式可以与中心导流简给气方式都可采用,但是环隙给气时怕循环液速小于中心导流筒给气方式的循环液速。     

循环流化床煤燃烧/热解双反应器系统稳定性分析

为了考察循环流化床煤燃烧/热解双反应器系统的稳定性,在冷态实验装置上以电厂锅炉灰为实验物料,其中提升管的内径为100 mm,高为6.7 m,与热解室相连立管的内径为44 mm,高3 m,热解室的截面积为200 mm×200 mm,高770 mm。分别考察了影响系统稳定运行的主要因素,并对系统中存在的几对平衡关系进行了分析。结果表明,旋风料腿内的固体料位高度、热解室内的料位高度以及热解室内的压力等是影响系统稳定运行的关键因素,尤其是热解室内压力的增加有可能使立管内料封破坏,最终导致系统瘫痪。而提升管与热解室立管之间压力的平衡以及提升管与旋风分离器料腿之间压力的平衡等在操作过程中必须保持稳定,否则也会发生窜气、架料、旋风分离器效率下降等现象,影响系统稳定运行。     

OBAJANA莱歇LM69.4立磨调试中的问题及处理

1OBAJANA生料立磨系统概况尼日利亚OBAJANA日产6000t熟料水泥生产线,采用一窑一原料立磨二水泥立磨的配置。其中原料立磨采用德国莱歇公司LM69.4型立磨,系统采用循环风机和尾排风机的双风机配置,系统工艺流程框图见图1。     

催化裂化装置待生立管磨损原因分析及处理措施

对催化裂化装置同轴式沉降再生器待生立管磨损原因进行分析,认为原设计不合理是主要原因,对待生立管及密封结构进行了改进。     

浅谈钢悬链立管环焊缝无损检验方法的适用性

钢悬链立管是深水油气田开发半潜平台中一个重要的组成部分.陵水17-2气田群开发工程项目中包含了6条钢悬链立管.钢悬链立管受到循环载荷作用,因此钢悬链立管的焊缝质量要求十分严格,必须对焊缝内缺陷的位置和尺寸进行准确判断,包括深度、高度和长度.并结合钢悬链立管铺设的特点,对常用的无损检验方法原理及优缺点进行了对比,结果显示...     

小型循环流化床锅炉返料换热装置的运行特性试验

在循环流化床（CFB）冷模试验系统中,对新型一体化返料换热装置的气固流动特性与运行条件的关系进行了试验研究。通过改变均流室风速、回料室风速、立管径向加入侧送风等,观察分析不同运行参数条件对回料系统内床料气固流动状况的影响。试验得到了返料换热装置各风室不同运行条件、立管径向侧风参数等与返料换热装置内气固流动参数之间的定性和定量关系。