FCC环管进料喷嘴对提升管中气固流动结构的影响

在循环流化床冷模实验装置上对安装2种环管喷嘴提升管的气固流动结构进行研究,根据气体和颗粒的分布情况,计算了使用2种喷嘴情况下的提升管相对气固接触效率(RCE)和截面平均气固接触效率(CCE),并进行了比较。结果表明:使用喷嘴B时,提升管的颗粒浓度、气固接触效率均优于使用喷嘴A时,但随着提升管高度的增加,使用2种喷嘴时的情况趋于一致。     

提升管反应器不同喷嘴角度的气固流动特性研究

在大型循环流化床冷态模拟试验装置上对喷嘴与提升管竖直方向的不同夹角进行了考察。对3种不同夹角结构下的颗粒浓度轴径向分布、瞬时颗粒浓度信号以及概率密度进行了分析研究，结果表明：在预提升段和输送段3种结构并无明显差别，颗粒浓度以及瞬时信号波动的差别主要集中在喷嘴上方附近区域；相比于传统等径提升管而言，变径提升管内床层固含率增加，颗粒浓度分布更加均匀，颗粒浓度梯度减小，有利于气固两相的混合与接触；在变径提升管内，随着喷嘴角度的增大，气体在整个截面上的扩散速度增加，径向分布更加均匀，气固分离现象得到了有效抑制，气固湍动剧烈，接触效率较高。     

催化裂化提升管中的流动结构及气固接触效率

在循环流化床冷模实验装置上对催化裂化提升管中的流动结构及气固接触效率进行详细研究,根据气体和颗粒的分布情况,定义相对气固接触效率(RCE)和截面平均气固接触效率(CCE)。研究结果表明:提升管中存在不均匀的轴、径向流动结构,不利于催化裂化反应;催化裂化提升管在边壁区的相对气固接触效率较高, 截面平均气固接触效率随着提升管高度的增加而快速减小。     

进气喷嘴位置对循环流化床反应器循环量的影响

在高10.6m、内径100mm的循环流化床冷态模拟实验装置上研究了底部预提升气以及喷嘴进气量对循环流化床反应器循环量的影响,对比了3种不同喷嘴位置结构下系统循环量的变化情况以及提升管底部和喷嘴附近气固流动行为的差异,描述了预提升段内气体分布及流动结构。结果表明:预提升气和喷嘴进气是颗粒向上输送的重要推动力,随着喷嘴进气口高度的提高,预提升气对颗粒循环速率的作用效果愈加明显;对于喷嘴进气口位置最低的结构,其系统循环量、喷嘴附近颗粒浓度以及气固接触状况均优于其它结构;在提升管底部,气体多次形成逆流接触,内循环流动和局部涡流作用有效促进了颗粒沿径向混合,有利于颗粒循环量的提高。     

双循环流化床提升管中气固流动特性及接触效率研究

以催化裂化平衡剂和常温空气为介质,在新型双循环流化床冷态模拟装置上,考察了单、双侧下料结构、双路循环颗粒循环速率比例对提升管内气固流动状态的影响,并提出了一种新的气固接触效率的定义。结果表明：单、双侧下料结构的不同对提升管内颗粒浓度的分布影响不大,其差异主要体现在提升管预提升区和底部反应区;双侧下料时的颗粒浓度径向分布均匀性明显优于单侧下料,且两路颗粒循环速率越接近,颗粒浓度径向分布越均匀,轴对称性越好,气固接触效率越高;降低表观气速或增大颗粒循环速率均有利于提高气固接触效率。     

内构件对提升管内气固流动特性影响的研究进展

提升管内气固沿轴径向分布不均匀的固有特性是影响气固接触效率及反应选择性的重要因素。本文就内构件对于提升管内气固轴径向的浓度分布、颗粒的混合及传热行为的实验研究工作进行了综述,不同研究者的研究结果表明,适宜的内构件能够改善提升管内气固分布状态,提高气固混合及传质传热效果,有利于提高反应速率和选择性。     

逆流变径耦合催化裂化提升管进料段内固含率及颗粒速度的径向分布

优化现有的油、剂逆流接触催化裂化提升管进料段结构,将进料喷嘴倾斜向下与内径变化相耦合。通过大型冷模实验装置,考察了在逆流变径耦合催化裂化提升管进料段不同轴向高度,固含率和颗粒速度的径向分布及操作条件对其产生的影响,并分别与前人所用的同径结构内的分布结果进行比较。结果表明,与对应的油、剂逆流接触催化裂化提升管进料段同径结构相比,变径结构进料段内,射流控制区域范围约缩短45.2%,且变径结构进料段内局部固含率分布更加均匀,有利于油、剂两相均匀混合。在实验操作范围内,提高预提升气速和适当提高进料喷嘴气速可使催化剂颗粒在径向分布更加均匀。     

多层进气提升管扩径预提升段流动特性研究

以催化裂化平衡剂和常温空气为介质,在多层进气底部扩径提升管冷模实验装置上,考察了不同操作条件对预提升段内颗粒浓度轴径向分布、概率密度分布及气固接触效率的影响,结果表明：对比预提升段不同轴向区域气固流动特性可以发现,在底部入口区和上部缩颈区,流动行为受气体影响较大,颗粒浓度、径向分布均匀性及气固接触效率降低,中部发展区气固接触效率较高,颗粒浓度的分布效果较好。同时与传统等径预提升结构相比,扩径预提升段内气固流动行为类似于湍动床,颗粒浓度显著提高,径向颗粒浓度分布的均匀性得到明显改善,气固分离现象得到有效抑制,气固湍动剧烈,接触效率高,有利于强化气固两相的接触和混合过程。     

催化裂化预提升工艺研究进展

催化剂的预分配状况对提升管内气固接触效率、轻质油收率、焦炭和干气产率等起着重要的作用。文中结合气固两相在提升管内的流动特点,从气固流动规律、结构形式、预提升介质等方面对近年来国内外普遍使用的催化裂化提升管预提升段的结构特点、预提升效果等进行了分析,阐述了近年来预提升结构的研究进展。     

变径提升管反应器扩径段内气固流动特性研究

在变径提升管冷模装置上,以空气和催化裂化平衡剂为介质,考察了颗粒浓度的轴径向分布情况,并对扩径段内的微观流动特性进行了分析。结果表明,变径提升管内颗粒浓度整体上呈“上稀下浓”的分布形式,且沿轴向高度径向不均匀指数逐渐减小。与传统提升管底部相比,扩径段内颗粒浓度及间歇性指数显著增大,且沿径向分布更均匀,说明气固作用力显著增强,并且气固微观流动行为沿径向变化梯度减小。气固微观流动行为受反应器结构影响显著,变径提升管扩径段内气固流动行为类似湍流床,颗粒浓度波动幅度大,频率高,稀相和浓相分布相对均匀,有利于强化气固两相的接触及混合过程。     

预提升气对循环流态化气力输送的影响

在循环流化床冷态模拟实验装置上,对预提升气在气力输送过程中的作用进行了研究,详细分析了气力输送中的压力平衡,考察了底部气体返混及操作流型对颗粒循环速率的影响,同时描绘了提升管预提升段内微观气固流动结构。实验结果表明,提升管底部通入预提升气可避免颗粒在床层底部的积累,增大颗粒向前输送的推动力,从而提高系统循环量。其中,喷嘴进料气体积流量的增加将加剧气体返混,底部气体内循环和局部涡流导致气流夹带增多,颗粒循环速率逐渐提高,一定程度上可削弱预提升气对循环量的影响;随预提升气体积流量的增加,底部气固流动结构由密相流态化为主向气力输送为主转变,瞬时颗粒浓度信号波动减弱,颗粒浓度显著降低。概率密度分析结果表明,预提升气体积流量的增大致使预提升段内气固两相分布相对更均匀,有利于气固相的混合及接触。     

气-固并流下行惯性分离装置的研究

本文研究了在气-固并流下行冷模系统中,气-固惯性分离装置结构选型和操作气速、颗粒循环速率等对于气-固分离效率的影响。实验证明,在气-固并流下行系统中,采用内缩、外扩双喷嘴气-固惯性分离器,可以达到很高的分离效率(95—99%)。在气体速度3-8m/s、颗粒循环速率40—120kg/(m~2·s)的条件下,综合考虑分离效率及喷嘴压降得到长度为190mm、出入口截面积为1∶2(出/入)的Ⅲ型喷嘴分离效果最好。同时讨论了Ⅲ型喷嘴的流体阻力及其计算方法。     

18m高密度循环流化床提升管反应器内气-固流动轴向分布特性

以18m提升管反应器为研究对象,基于压力数据研究了提升管内的气-固流动轴向分布特性。该18m实验装置操作弹性较大,当表观气速为5~9m/s时,颗粒循环速率可以在150~550kg/(m~2·s)之间控制操作。在表观气速为5m/s,颗粒循环速率达到400kg/(m~2·s)以上时,提升管反应器所有轴向高度的平均固含率均在0.1以上,表明整个提升管反应器达到了高密度操作状态。提升管内固含率的轴向分布呈指数型分布特点,与多段式分布特性存在一定的差异。此外,系统研究了操作条件对固含率轴向分布的影响。结果表明,颗粒循环速率的增加或表观气速的降低,均有助于提高提升管内各截面的固含率。     

催化裂化提升管内气固流动特性的数值模拟

采用欧拉双流体模型及颗粒动力学理论对Y型提升管内的气固两相流动进行了三维数值模拟研究。分析了提升管内的气固流动特征,比较了不同表观气速和不同颗粒循环量下提升管内的运动特性。研究结果表明,提升管内存在典型的非均匀流动特点,固含率轴向分布为单调递减分布,径向分布为典型的环核流动结构,表观气速和颗粒循环量对提升管内的流动有重要影响。     

重油催化裂化反应历程数值模拟Ⅰ.模型建立及流体力学性能模拟

在气、固两相流体动力学模型的基础上，采用基于机理反应的14集总模型，考虑了反应温度、局部固体浓度变化以及流动对重油催化裂化反应的影响，建立了重油催化裂化流动-反应耦合模型；采用该模型计算了提升管反应器内气、固两相流动形态。结果表明．提升管内气、固两相沿轴向、径向和切线方向的流动不均匀，并非完全对称流动，而以S型螺旋形上升流动。受喷嘴区高速射流的影响，喷嘴上方固体颗粒呈向下流动趋势，形成一个诱导回流区域。     

提升管反应器进料段气-固两相流的CFD模拟及结构优化

 以数值计算为手段,选择合适的气-固两相流模型,对提升管反应器进料段内的气-固两相流进行CFD模拟计算。通过分析CFD模拟结果,从计算角度出发优化提升管反应器进料段结构,将混合C4进料管由直管改为环管,使催化剂颗粒分布更加均匀以保证与原料的接触,同时减少颗粒间以及颗粒与器壁间碰撞机会,减少催化剂磨损。结构优化解决了提升管反应器内催化剂破碎严重的问题,将丙烯收率由14.91%提高到19.53%,油浆固含率也大大降低。     

变径提升管反应器扩径段内固含率分布研究

以催化裂化平衡催化剂为固体介质，空气为流化介质，在变径提升管流态化实验装置上，考察了扩径段内固含率的轴径向分布情况及操作条件的影响，并对瞬时固含率信号进行了概率密度分析。结果表明，变径提升管内截面平均固含率沿轴向大致呈S形分布，扩径段固含率高于等径提升管底部；扩径段径向固含率呈中心稀、边壁浓的不均匀分布，相对于等径提升管底部，径向不均匀程度得到有效改善；截面平均固含率及各径向位置固含率均随颗粒循环速率的提高和表观气速的降低而增大。扩径段各径向位置瞬时固含率信号波动强度大，频率高，概率密度分布均匀，有利于强化气固混合并改善两相间接触情况。     

基于MECST气固相间曳力模型的气体-颗粒团聚物流动特性的数值研究

由颗粒非均匀流动结构中各个尺度内能量守恒的角度出发,建立了气固两相流系统的整体和局部参数与气固相间曳力的相互关系,提出了基于颗粒悬浮输送能量最小(MECST)气固相间曳力模型;并将其应用于欧拉-欧拉双流体模型中,数值模拟循环流化床提升管内气体-颗粒-颗粒团聚物的流动特性。考察了时均颗粒相密度和颗粒质量流率沿径向的分布;颗粒浓度、提升管压降沿轴向的分布以及颗粒团聚物在提升管内的分布特性。模拟结果表明,颗粒相密度、颗粒质量流率以及提升管压降与实验结果相吻合;与能量最小多尺度气固相间曳力模型的颗粒浓度和颗粒拟温度的结果相比,MECST气固相间曳力模型得到的颗粒浓度较低,从而使颗粒拟温度减小。     

变径提升管内颗粒流动特性的研究

采用提升管冷模实验装置,对40mm/20mm和24mm/12mm两种变径提升管和一种20mm单一直径提升管内的颗粒流动特性进行实验。考察了颗粒循环速率(Gs)和气速对变径提升管平均固含率(εs)和截面平均颗粒速度(Up)的影响。实验结果表明,采用变径提升管可改变固含率(εs)和Up分布;40mm/20mm变径提升管扩径段εs保持在0.1～0.3之间;提高Gs或降低气速,截面径向各点的εs都增大。提高Gs会导致Up增大。增大气速对扩径段Up的影响不明显,但会明显提高缩径段的Up。40mm/20mm提升管扩径段εs达到0.20以上,比24mm/12mm提升管扩径段的εs提高30%。相同气速和Gs下,40mm/20mm提升管扩径段底部的εs达到0.25,是20mm提升管的2～3倍。     

重油固相热载体循环裂解及气化工艺（公开号：CN1521234）

重油固相热载体循环裂解及气化工艺利用高效雾化喷嘴，将预热到150～340℃的重油从下行提升管的进料口喷入提升管的中部。油雾被从气化流化床落下且温度为750～950℃的固相热载体加热、气化并裂解。油气和固相热载体向下运行，至提升管底部进行气固分离。油气进入分馏塔进行分离。含焦固相热载体汽提后进入上行提升管烧焦器进行空气烧焦，温度上升到800～1200℃后进行气固分离。