循环流态化（Ⅰ）

循环流态化是近年来化学工程中最活跃的研究领域之一,是既具有重大的工业应用背景,又具有重要学术理论价值的研究课题。为了有利于我国对这一技术的研究与应用,本文试图较全面地介绍:一、循环流态化技术的发展及工业应用二、循环流态化的存在区域三、循环流态化气、固流动规律四、循环流态化气、固流动模型五、循环流态化气、固混合及传递规律六、循环流化床反应器及其数学模型七、循环流化床反应器设计及放大文中将充分介绍我国在循环流态化基础研究与应用方面的成果,同时努力体现循环流态化技术研究的前沿。     

回眸与展望流态化科学与技术

流态化作为一门具有科学内涵的学科始于20世纪40年代,但对于尚没有流态化命题下应用流态化技术的生活和生产活动,如淘米和扬谷,早已存在。此类活动的文字记载出现于16世纪。近代流态化理论以郭慕孙提出的广义流态化理论和无气泡气固接触理论以及Davidson提出的气泡理论为代表,而近代流态化技术的工业应用则以煤的气化和石油的催化裂化为代表。当前流态化的理论研究主要集中于流化床内由不同尺度的颗粒、液滴、气泡、聚团的时空不均匀分布所形成的不均匀结构的预测与优化调控理论与方法的研究,不均匀结构与传递和反应的关系理论的研究以及流态化床的计算机模拟与放大研究。当前流态化技术的工业应用范围已涵盖化工、冶金、能源、材料、环境等领域。在我国,由于经济快速发展,流态化技术应用尤为活跃。采用由流化床局部构效关系模型与两流体模型相结合的计算机模拟方法是解决流态化反应器过程优化调控和设备放大问题的有效途径。该方法面临许多挑战,需要付出艰苦的努力。目前中国工业正处于调整产业结构,淘汰落后产能,实现节能减排、清洁生产的转型期。在许多工业流程中,用高效节能的流态化床反应器替代低效高能耗的回转窑、固定床、移动床反应器正逢其时。     

循环流态化：（Ⅵ）反应器行为及其模型

循环流化床反应器在工业中具有十分广阔的应用领域和前景。但目前已成功的工业应用,尤其是作为催化反应器的应用过程。尚十分有限。本文对目前循环流化床几个成功的工业应用过程进行了介绍,反映了适于用循环流化床反应器的过程所具有的特点。结合循环流态化气固流动及传递规律,描述了循环流化床反应器数学模型的基本构成、功能及其研究现状。最后讨论了循环流化床反应器设计及应用的要点,探讨了影响循环流化床反应器推广应用的制约因素及其对策。     

流态化技术经验交流会议技术报告摘要

1 化学工程专辑(流态化)——北京石油化工总厂设计院情报编辑组 本文叙述了流化床反应器的一般问题,对流化床的流体力学、流化床反应器的传热、传质、流化床的返混、气泡、内部构件及气体分布板、流化床的回收系统等作了介绍,概述了双器流化床及气流输送,并附有流化床反应器设计二例及附录。此外还附有从O.Levenspiel及     

如何把流化床用于催化反应

本文讨论了流化床用于催化反应中有实际意义的下列五个重点问题: 以往的技术作为阶石;流化床作为第一选择;如何达到良好的流态化;催化剂颗粒是活性物质;新应用引来的新技术。     

6000吨／年苯胺流化床反应器结构设计介绍

本文简述了年产6000吨苯胺流化床催化反应器的结构设计,井提供了主要参数,对从事流态化方面的研究,有一定参考价值。硝基苯气相加氢法制苯胺在我国已有十多年的生产历史。该生产装置的心脏设备-反应器目前有两种基本形式:固定床催化反应器和流化床催化反应器。     

加压气固流态化进展

自从气相法烯烃聚合加压流化床和煤加压流化床燃烧与气化等新技术开发研究以来,加压流态化研究受到人们的重视。由于加压流化床的床层膨胀比增大,有利于气固相之间的接触,有利于化学反应的传质和传热过程,因此,加压流化床,是一种设备小,生产强度大的高效反应器,具有很大的发展潜力。现对加压气固流态化及其应用介绍如下。     

新型循环流化床反应器研究进展

开发新型循环流化床反应器始终是流态化领域研究的热点。本文首先简介了循环流态化的基本原理以及床层内部流体动力学特性,然后从装置构型、操作工况、流动特性以及应用前景等方面综述了近年来新型循环流化床反应器技术的研究进展,并对其进行了系统分类:高密度循环流化床和循环湍动流化床在实现提升管增浓的基础上,极大地改善了流化床体系中明显的不均匀时空流动结构,但是各有弊端,例如高密度循环流化床(HDCFB)中颗粒沿径向混合有很大的梯度,循环湍动流化床(CTFB)中存在强烈的轴向返混以及颗粒停留时间较长,且两者整体偏低的颗粒浓度进一步限制了其在两段提升管催化裂解多产丙烯(TMP)等生产低碳烯烃工艺的应用;变径提升管反应器、内循环型提升管反应器以及多流型提升管反应器等新型反应器将提升管高效的气力输送特性与密相床内较高的颗粒浓度、高效的热质传递等优点相互耦合,在提升管内既能实现高密度输送又能形成均匀的流动结构,消除反应环境对产品分布的影响。最后指出,新型循环流化床的研究应从改善流动结构、发展优化组合技术以及建立统一流动模型3个方面着手。     

温度、压力对鼓泡流态化向湍动流态化流型转变的影响

湍动流态化是介于鼓泡流态化和快速流态化之间的一个流型.相比于鼓泡流态化,它具有气固接触效率高、操作稳定、产量高、放大性能好等优点,是工业流化床催化反应器理想的操作区域.以往对这一流型转变的研究多在常温常压下进行.由于实际工业反应器多在一定的操作温度和压力下进行,研究温度和压力的影响对工业反应器的设计和操作就变得十分重要.实验是在φ150mm热流化床(T=室温-450℃)和φ284mm加压流化床(P=1×10~5-7×10~5Pa)中进行的;空气为流化介质;颗粒为广布于Geldart分类图上A、B两区的8种颗粒(与流化床催化反应所使用的颗粒范围相一致).采集密相压力波动信号进行时间域和频率域的分析.由床层不均匀度指数的峰值处确定起始流型转变速度u_c和对应此处的床层最大平均压力波动幅度S_(max).将粗、细颗粒的S_(max)对温度标绘后发现.高温下不同物性颗粒的S_(max)间差距缩小,即颗粒物性的不同所引起的床层流体力学行为的差异在高温下趋于缩小.实验结果表明,温度变化时是通过改变气体的密度和粘度来影响流型转变过程的;而压力变化时主要是通过改变气体的密度来影响这一过程的.在恒定气速、变化压力时,观察到了流型转变压力P_c.本文绘出了S=f(u,p)的三维图象,直观地表示了流型转变速度u_c及流型转变压力P_c的     

一氧化碳等温变换技术进展

对现代合成氨CO变换技术中发展起来的不同种类的固定床等温反应器进行了比较 ,从转化率、操作稳定性、结构复杂程度及发展前景等方面进行了论述。特别分析了另一类等温反应器———流化床反应器的特点 ,并结合其在传热、传质、处理量及操作等方面的优势和流态化技术的发展。流化床反应器在CO变换过程中的工业化应用很有前景     

降低气泡对流化床影响方法的探讨

流化床反应器的应用较为广泛,但是由于流化床内气泡的存在会对反应器内的传质效果带来不利影响,本文简述的提高流化气速使流化床操作向快速流态化发展以及在流化床内部添加内构件的方法,都是通过抑制或消除气泡等方法来强化气固间的接触从而达到提高气固传质效率的目的。     

气固环流反应器的研究进展

气固环流反应器是将气液环流理论与稠密气固流态化理论进行合理移植、耦合而形成的一种新型气固流化床反应器。对近年来国内外学者在该领域的研究进行了回顾,参考了内循环流化床的一些研究结果,对操作条件、几何结构对气固环流反应器内两相流体力学行为的影响规律进行了总结和分析,并对进一步的研究进行了展望。     

流态化

<正> 固体颗粒流态化是近三十多年来发展起来的新技术。我国在硫酸和苯酐的生产中于1958年首先采用了这项技术,后来又在很多工业中得到发展,目前我国已在化工、石油、冶金、电力、医药、食品等工业中广泛地采用流态化技术。流态化技术取得工业应用的道路是十分曲折的,之所以有这些困难,主要是由于对据以决定设计的许多问题缺乏足够的参数,而这又是因我们对于这些流化床中操作状况缺乏可靠的预见性知识所     

有机硅废触体合成四氯化硅的研究

将有机硅废触体与氯气在流化床中反应制得四氯化硅。通过几年的研发工作,完成了冷模流态化试验,150 mm流化床热模条件试验及600 mm流化床中试条件试验,取得了较佳的工艺参数和工艺数据,较佳工艺条件为:反应温度310℃,反应压力0.10 MPa,表观气速0.08～0.10 m/s,流化床反应器换热采用80℃热水。     

液固和气液固微型流态化研究进展

在百年流态化的研究过程中,涉及到直径不同的流化床。但是,多以流化床的大型化为研究目标,对微型流化床及其本身特性的研究很少。作为专门处理固体颗粒的流态化单元过程,其装置的微型化将兼具微通道反应器和宏观流化床各自的优点,是流态化研究的重要方向。鉴于气固微型流化床已有全面的国内外进展综述,本文仅对液固和气液固微型流化床的国内外研究进展进行分析。结论性内容包括：液固微型流化床床径减小,壁面效应增强,最小流化液速实验值大于Ergun公式计算值;需对描述液固均匀膨胀流化规律的Richardson-Zaki方程加以修正。气液固微型流化床内存在4种典型流型：半流化、弹状流、分散鼓泡流和液体输送流;由于床径减小,出现半流化状态,依据压降表观液速关系曲线等无法确定最小流化液速;气液固微型流化床的反应性能得以有效提升;最后给出了进一步研究的方向,以期为后续研究提供参考。     

生物膜颗粒流态化与有机质降解行为

生物膜颗粒的流态化行为与有机质降解行为对提升生物流化床反应器的高效性和稳定性具有重要作用。探讨了好氧三相流化床反应器的颗粒流型、颗粒混合、颗粒团聚、生物膜颗粒化、生物膜颗粒对有机质的吸附氧化以及生物膜颗粒的传质-反应等行为特征,提出了通过合理选用载体、合理设置反应器内构件以及采用细胞固定化技术等强化生物膜颗粒行为的措施。     

气固搅拌流化床压力脉动的小波分析

在内径188 mm、静床高400 mm的搅拌流化床中,采用Geldart D类颗粒为实验物料,通过小波分析研究了不同气速和搅拌桨转速下搅拌流化床的压力脉动行为.实验发现,搅拌桨的转动作用促使在普通流化床中不易散式流态化的D类颗粒形成了散式流态化.随着气速的增加,第1尺度的小波能量特征值在某一个气速范围内发生急剧变化,进而提出了将该气速范围的下限和上限分别定义为临界鼓泡速度和充分鼓泡速度的判据.随搅拌转速的增加,散式流态化的气速操作范围线性增加.在鼓泡流态化状态下,气速是流化床气泡行为的主导因素,搅拌桨转速的增加对气泡产生的频率无明显影响但可使气泡的直径变小.     

1989～1991年国内流态化文献目录

1 前言从上次文献调查(“1986～1988年国内流态化文献目录”,化学反应工程与工艺,1990,6,[2],103)以来,国内流态化研究与应用又有一定发展。本次文献调查表明,1989～1991年3年间,在有关国内发行的43种杂志及国内有关学术会议上,流态化文献约370余篇,其中低、中速流态化方面增长19篇,中高速流态化文献增长18篇,三相流态化方面增长18篇。在流化床应用方面,文献量与上次调查基本持平。这些结果说明,包括传统流化床在内的流态化基础研究依然是流态化技术研究的热点,对各种流动现象的研究正在不断深入。在液—固及三相流态化方面,生物流化床的研究引人注目。在气固流态化方面,超细颗粒的流     

流化床膜反应器的应用研究进展

流化床膜反应器中所采用的膜主要有2类,一类为钯(及其合金)膜,另外一类为透氧膜.介绍了近十几年来流化床膜反应器的新型应用研究,主要集中在反应器概念设计、膜及其透过性能、以及流化床流体特性.提出未来有必要对流化床膜反应器中化学反应与膜分离过程的耦合这一关键科学问题进行深入的研究,揭示膜对流化床流体力学特性的影响和流化床对膜透过性能的影响机理,以及这两个过程的耦合机制.     

磷光颗粒示踪技术在循环流态化中的应用

<正> 1 引言 固体颗粒的停留时间分布(Residence Time Distribution简称RTD)在循环流态化研究中十分重要,它对于了解其两相流动特性、反应器的模拟计算和工程设计是必不可少的,对于流态化干燥过程及传热行为的研究也很重要。流化床中RTD的研究已有大量文献报道,发展了诸如染色颗粒、盐颗粒、磁性颗粒、放射性颗粒及热(冷)颗粒等众多的示踪方法,但是由于固体颗粒示踪本身存在着示踪剂的注入、在线检测、残留及示踪颗粒与床体物料一致性、示踪过程对床内流场的干扰等一系列技术上的困难,不但使实验操作繁琐,而且实验结果的可靠性、重复性均不理想,特别是在颗粒运动速度较快的循环流化床中,其颗粒示踪的难度更大。为了解决上述难题,本文参考了Jin Yong等和Yu Zhiqing及M.Kwauk在常规流化床中曾采用的磷光示踪方法,在循环流化床条件下进行了新的探索。