大型气－固湍流流化床径向空隙率分布的研究

在一套７１０／４０００×８７０／１１０００ｍｍ大型有机玻璃流化床中，测定了大比重的ＦＣＣ催化剂在湍流流化床密相密度沿径向的分布规律。试验结果表明，湍流流化床密相区密度沿径向有一个明显的分布。采用多项式模型对试验数据进行了关联。关联结果能较好地描述湍流流化床密相区径向空隙率的分布规律     

催化裂化提升管出口紧凑式旋流快分系统

 基于旋流快分系统（VQS）在重油催化裂化工业装置中的成功应用与推广,提出了一种适用于重油催化裂化双提升管装置的紧凑式旋流快分系统（CVQS）。该系统由两级高效旋流快分器串联组成,第二级高效旋流快分器取代顶旋;采用紧凑式旋流快分系统不仅可以降低设备投资,而且可以显著缩短油气在沉降器内的停留时间,从而有助于解决沉降器内油气的滞留、返混和装置结焦等问题。在研究新型高效隔流筒和旋流头的基础上,考察了CVQS系统两种串联方案的分离性能,结果表明,两级高效旋流快分器优化匹配后,系统的总分离效率大大提高,可更好地实现气、固两相的快速高效分离。     

一种新型气固分离器内气相流场的数值模拟

针对催化裂化原料日益重质化的趋势,提出了一种后置烧焦管式组合再生工艺. 后置烧焦管出口的气固分离装置是实现这种工艺的关键设备之一. 为此,设计了一种基于离心与惯性分离原理相结合的新型气固分离器.为了详细研究该分离器,结合流场实验结果,采用数值模拟方法对该分离器内的气相流场进行了数值模拟,数学模型为标准湍流模型.模拟结果给出了分离器内的流场总体特征为:气流以切向速度为主,竖直向上进入分离器的气体绕排气管做旋转运动,先后由排气管上的窄缝排出,部分气体由排气管下方空间返回入口区;拱形分离空间内切向气速随径向位置的增加而减小.排气管上的开缝形式是分离器压降增加的主要因素.将排气管上的两条窄缝改成总面积与排气管内截面积相等的均匀切向窄缝,避免了管内旋流涡核的偏心,分离器压降明显降低.     

催化裂化提升管出口旋流式快速分离系统

在小型实验的基础上,结合工业改造方案,进行了大型冷模实验,开发了催化裂化提升管出口新型旋流式快速分离系统。实验证明,该系统不但具有气团分离效率高、气体停留时间短、可实现多级高效汽提的优点,而且具有操作弹性大、灵活可靠的特点．具有较高工业推广价值。     

负压差立管内的气固两相流

在φ800 mm×12000 mm流化床实验装置上对150 mm×11500 mm负压差立管内气固两相流的轴向压力、空隙率和气体流动特性进行了测量和分析.立管出口无约束淹没在密相流化床内,颗粒质量流率范围G_s<1200 kg&#8226;m^-2&#8226;s^-1.立管内气固两相流态有两种存在形式,当颗粒质量流率G_s<200～250 kg&#8226;m^-2&#8226;s^-1时,流态是稀密两相共存形式;当G_s>200～250 kg&#8226;m^-2&#8226;s^-1时,流态是浓相输送流态.两种流态之间可以相互转换,主要取决于颗粒质量流率的变化.影响立管内气固两相流的轴向压力、空隙率分布、气相的流动特性和气固流态存在形式的主要参数是颗粒质量流率G_s、旋风分离器入口速度V_i、下端流化床流化速度u_f,质量流率G_s是主要的影响因素.     

重油催化抑制结焦沉降器油气停留时间的数值模拟

 采用标量输运方程数值模拟了一重油催化防结焦改造后沉降器内油气停留时间的分布。结果表明,沉降空间油气停留时间分布曲线呈单峰形式;在忽略油气质量流率极小量,即油气质量流率小于10-3kg/s时认为不存在油气的情况下,由汽提段进入的油气主流停留时间大致为13s,最短约7.5s,最长也不超过60s;由粗旋料腿入口进入的油气主流停留时间约15s,最短不足6s,且几乎所有油气的停留时间都小于70s。油气在沉降器内总体平均停留时间约26s。对比尺寸近似的常规沉降器和FSC沉降器内油气停留时间分布发现,抑制结焦沉降器的平均停留时间较短,比常规沉降器缩短79.8%,比FSC缩短81.9%;预计防结焦改造后沉降器沉降空间结焦情况大为减轻。     

双气路循环流化床压力平衡的实验研究

在Φ800mm×12000mm流化床装置上,用多点压力测量仪对双气路循环流化床各部分的压力分布进行了实验。实验结果表明,颗粒单循环回路的压力平衡图与装置的运行状态、颗粒的循环量密切相关。整个颗粒的循环回路压力曲线呈双8字缠绕式,随质量流率的减少形状发生畸变;补气循环回路与不补气循环回路的压力分布相似,但料腿沉降段的压力降低;提升管内没有明显的稀密相交界面,而料腿内存在着稀密相的交界面,料腿下部的高密度移动床是保证流化床正常运转的必要条件。     

催化裂化提升管出口超短快分的分离效率模型

在冷模实验装置上,系统地考察了SSQS系统(超短快分系统)的气相流场和在系统中的分离性能.在此基础上,根据SSQS系统气固分离的分离原理,建立了计算SSQS系统分离效率的横混模型.该模型同时考虑了惯性分离和排气管结构对颗粒捕集的作用,通过最终的修正,该模型所预测的结果和实验结果吻合较好.模型计算结果表明:在最优尺寸比例下,分离效率的主要影响因素为分离器外壳与中心排气管的半径差以及颗粒的切向速度.     

旋风分离器内颗粒质量浓度分布数值模拟

采用颗粒随机轨道模型和单元内颗粒源法,对旋风分离器内不同粒径颗粒质量浓度分布进行了数值模拟。结果表明,粒径较小的颗粒(dp≤4μm)大部分在旋风分离器分离空间锥段进行分离,而较大颗粒(dp>4μm)大部分在环形空间与分离空间筒段即被分离。随着颗粒粒径增加,分离器外壁的颗粒质量浓度逐渐呈螺旋灰带分布,内旋流夹带减小,环形空间顶板下方出现顶灰环。升气管入口0.25D(筒体直径)附近的短路流对小颗粒的影响较大。在分离空间下部排尘口附近0.5D有明显的颗粒返混,返混量随着颗粒粒径增大而减少。