半干法循环流化床脱硫反应器内构件研究进展

常规脱硫反应器存在着床内气固流动不均匀、脱硫剂利用效率低等问题。安装内构件可以破碎气泡和颗粒团聚,改善流化质量,强化脱硫反应器内的气固传质和反应过程,提高脱硫效率。本文介绍了近年来半干法循环流化床脱硫反应器内构件的研究现状,主要介绍了惯性式内构件、钝体式内构件、孔板式内构件、复合型内构件;阐述了各种内构件的形式及特点,其中惯性式内构件能够强化气固分离,但不能优化流场;钝体式内构件能够增强反应器内气固湍动程度,但对轴向混合影响不大;孔板式内构件能够均布流场,但易堵塞;复合内构件能够改善流化性能,强化气固接触,但床层压降较高。通过对装有不同内构件的循环流化床脱硫反应器中气固两相流动特点的分析,指明了各类内构件对流化床内气固流动的作用原理及优缺点,综合床层压降及颗粒浓度分布,并根据现有流化床脱硫反应器内构件特点提出了促进气固高效接触、降低床层压降等新型内构件的开发方向。     

流化床内的横向新构件

本文对比目前常用的斜片挡板，介绍了一种新的横向构件波纹挡板，这种新挡板经过大型流化床多年生产运行，使用效果很好，并获得国家专利。     

内构件流化床内颗粒停留时间分布及压降的研究

在一内径100 mm设有数块水平挡板、底部连续加料与上部溢流排料的流化床内,采用粒径为0.04～1.0 mm的精钛矿颗粒,进行了加料速率、流化气速以及内构件间距等不同因素对物料在床内停留时间及压降影响的实验研究,发现在气固并流向上的流化床内增设水平挡板且d/H=1时,可形成稳定流化状态.研究结果表明流化床中的持料量主要取决于流化气速,平均停留时间随流化气速和进料速率增加而降低.平衡时床内颗粒平均粒径大于进料颗粒的平均粒径,使得床内小颗粒停留时间减少,大颗粒停留时间延长,可满足各种粒度颗粒所需的反应时间.通过简化经验公式计算表明,大而重的颗粒趋于沉积床底,小而轻的颗粒趋于漂浮床顶.实验数据可为此类床型用于气固相加工提供有益参考.     

气—固流化床反应器内流体力学模拟进展

1前言气－固流化床内多相流体力学模拟，是将流体流动、传递特性、化学反应理论与机理实验、反应回的开发和放大相结合，对模拟的基木方程组、教学模型、数值方法和计算程序等用计8机来进行综合分析的过程，旨在为此类反应器的开发与放大提供必要的理论依据。其优点在于：（1）用模拟方法在计算机上进行试验可以节省大量的人力和物力的投人，比实际控量上进行试验更加迅速、经济Z（2）基于质量、动量、能量三大守恒定律的多相民体力学机型，外推容易，可以增加放大信我，使小试结果放大为工业生产注置的周用大大约怄；（3）采用流体力学模…     

催化裂化烟气脱硫脱硝塔及内构件结垢分析及对策

通过对催化裂化脱硫塔器壁及构件表面结垢现象进行分析,找出表面结垢原因,探寻减少结垢方法,解决因塔内表面结垢层太厚、结垢块脱落而导致浆液循环泵入口过滤器堵塞喷淋洗涤效果变差,从而引起的催化裂化外排烟气中粉尘含量超高问题。     

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。     

细颗粒气固流化床内斜片挡板受力特性的实验研究

在一套方形有机玻璃冷模流化床实验装置中安装一片旋臂斜片挡板内构件,在改变流化床的表观气速、挡板距气体分布板的距离和挡板的倾斜角度的条件下,采用典型的FCC催化剂,通过动态应力仪和压力传感器分别对挡板所受应力和床层的压力脉动进行测量. 结果表明,挡板所受动态应力的主要频率范围在0~50 Hz,挡板所受平均正压力的均方根在表观气速为0.5~0.6 m/s(接近临界湍动气速)时存在一个最大值,靠近气体分布板和床层表面挡板的受力大于床层中部的挡板受力,挡板与水平面夹角为15o, 45o和60o时挡板受力较小.     

内构件对高密度提升管内气体混合行为的影响

在Φ18 6mm的提升管内 ,以空气和FCC颗粒为实验对象 ,采用气体稳态示踪技术对高密度提升管内气体混合规律研究的结果表明 :引入钝体的高密度提升管内 ,远离构件区域的气体在径向上的混合仍符合气体的拟均相二维扩散模型 ,颗粒的引入使得气体的径向扩散变差 .钝体的引入 ,使得床内流体产生强烈的绕流 ,径向分布变得均匀 .模拟结果表明 ,气体的径向扩散系数Er达到了 1.0× 10 ³cm² ·s^-1,比提升管 30cm² ·s^-1高出一个半量级 ,可很好地改善高密度提升管内气体的径向混合行为     

气固流化床中颗粒分离研究进展

综述了气固流化床有关颗粒分离的研究概况及最新进展。既包括实验研究，又给出模型比较。讨论了不同研究结果之间的差异及存在的不足。指出了在这一领域中应该进一步进行深入研究的课题。     

一种气固流化床自动控制加料装置

介绍了一种气固流化床加料装置的自动控制原理、配套设备的选型及其在三氯氢硅生产中的应用效果.     

Systematic study on heat transfer and surface hydrodynamics of a vertical heat tube in a fluidized bed of FCC particles

Bed‐to‐wall heat transfer properties of a vertical heat tube in a fluidized bed of fine fluid catalytic cracking (FCC) particles are measured systematically using a specially designed heat tube. Two important surface hydrodynamic parameters, i.e. the packet fraction (δ_pa) and mean packet residence time (τ_pa) based on the packet renewal theory, are determined by an optical fiber probe and a data processing method. The experimental results successfully reveal the axial and radial profiles of heat‐transfer coefficient, the effects of superficial gas velocity, and static bed height on heat‐transfer coefficient, most of which can be explained successfully by the measured τ_pa, an indicator of packet renewal frequency. τ_pa is found to play a more dominant role than δ_pa on bed‐to‐wall heat transfer. With a fitted correction factor, the modified Mickley and Fairbanks model is able to predict the heat‐transfer coefficients with enough accuracy based on the determined packet parameters. © 2014 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 61: 68–83, 2015     

Two-area model for bubble distribution in a turbulent fluidized bed of fine particles

The flow behavior of gas and solid was investigated in FCC simulator of φ710×4000/φ870×11000mm.The axial and radial distributions were detected with matrix fiber-opticprobes.It was found that the distribution of bubble diameter in the turbulent region of the fluidizedbed of fine particles was different from the results reported for lab-scale experiments.Radially therewere three areas,i.e.,the central(r/R=0-0.4),the intermittent or stable(r/R=0.4-0.8)and thenear wall(r/R=0.8-1.0)areas respectively.It was noticed that bubbles were almost non-existing atthe near wall area.Hence,according to the coalescence and splitting theory of bubbles,a two-areamodel of bubble diameter distribution was proposed and a dimensionless parameter(γ_M)regarded asan index for'quality'of fluidization was deduced.     

沸腾床与催化裂化组合工艺研究

基于劣质渣油的特点,开发了具有针对性的沸腾床与催化裂化组合加工工艺,试验结果表明,轻质油收率在63％以上,汽油、柴油、液化气高附加值产品收率为78.27％.同时,可以明显改善催化裂化进料性质,大幅度降低杂质含量,大大改善催化裂化操作.该组合工艺将沸腾床加氢和催化裂化的特点有机结合在一起,充分发挥各自的优势.该组合工艺同时拓展了炼厂重油加工的原料来源,可以显著提高重渣油资源利用率,从而可以大幅度提高总体经济收益.     

催化裂化填料式汽提器效率研究

针对新型导向板式填料汽提结构,实验考察了填料结构参数-导向板倾斜角、导向板间距、填料间距及填料组间距对汽提效率的影响。和改进的盘环形挡板结构相比,填料式汽提器在汽提效率、处理量、操作稳定性以及操作弹性等方面均具有明显的优势,在相同操作条件下汽提效率可提高约25％,处理量可提高约50％。     

Development of a fluidized bed thermogravimetric analyzer

A new fluidized bed thermogravimetric analyzer (FB‐TGA) was developed that introduces two major particularities: the pseudo variation of the weight of the reactor and the special strategy for gas flow rate adjustment according to temperature. A momentum balance was performed on the reactor and the pseudo variation of the reactor weight was evaluated by measuring the pressure drop through the gas distributor and filter. The real weight loss of the reactor was obtained by subtracting the pseudo variation of the weight from the total weight loss measured by the load cell. In addition, a special program for the gas flow rate as a function of temperature was developed and used; so the minimum fluidization regime is maintained throughout all of the experiments. The validation test of the FB‐TGA was carried out on calcium hydroxide decomposition, and the results were compared with those obtained from the conventional TGA. Diffusion control was suppressed by the application of the FB‐TGA, which was confirmed by the x‐ray diffraction analysis on the treated samples. © 2014 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 61: 84–89, 2015     

新型催化裂解快速流化床内颗粒浓度分布实验研究

催化裂解反应器是石油深度加工的重要反应器,采用实验方法对新型快速床催化裂解反应器内气固两相流动特性进行了研究,测量了床层内颗粒浓度分布,考察了气体流量对床层轴向和径向上颗粒浓度分布的影响。实验结果表明,床层轴向上颗粒浓度呈现下部稠密上部稀疏的分布规律;当气体流量较低时轴向颗粒浓度呈S形分布,高气量下呈现指数函数形分布,即反应器上部区域的颗粒浓度分布影响较小;床层径向颗粒浓度分布呈现中心稀、边壁浓的特征,且增大空气流量,径向分布趋于均匀。在一定操作条件下,与传统提升管相比,新型快速床颗粒浓度显著提高。     

微型流化床中萘裂解生成小分子气体的反应动力学研究

气化是煤、生物质以及其他含碳燃料高值化利用的有效途径之一。为了考察气化过程中焦油的反应转化特性,选取萘作为焦油模型化合物,以流化催化裂化（fluid catalytic cracking,FCC）催化剂及褐煤热解焦作为接触裂解载体,利用微型流化床考察流化条件下萘催化裂解反应规律,并采用Friedman法和积分法计算萘裂解生成CH₄和H₂等典型气体组分的动力学参数。结果表明,FCC催化剂与褐煤焦均对萘裂解有明显的催化效果,褐煤焦用于萘裂解的反应活化能整体数值低于FCC催化剂。FCC催化剂裂解萘生成H₂符合三维扩散（球形对称）模型,生成CH₄符合成核与生长（n=2/3）模型。相应地,褐煤焦裂解萘反应生成H₂和CH₄分别采用收缩几何形状（圆柱形对称）和三维扩散（圆柱形对称）具有较好的拟合度。