一种新型气固分离器气相流场实验研究

针对后置烧焦管式组合催化裂化再生工艺的要求设计了一种用于烧焦管出口的新型气固分离器.为进一步优化分离器结构,弄清分离机理,采用五孔探针在入口气速为10～22 m(s(1的实验范围内对分离器内部气体流场进行了测试,得出了该分离器内气相流场的整体特性--气流绕中心管旋转,以切向气速为主,愈靠近中心管切向气速越大,径向和轴向气速均较小.同时分析了入口气速对流场的影响规律.在此基础上,给出了计算无因次切向气速的经验公式,公式预测结果与实验值吻合较好.依实验数据计算出了通过两条窄缝及经下方空间返回气量占进入第一条窄缝前气量的比例分别为31%、41%和28%,上述比例不随入口气速变化,说明分离器操作稳定.根据气相流场实验数据结果,指出了进一步结构优选的方向.     

三相强制外循环环流反应器内的局部气泡行为

为适应新兴的工艺过程，提出一种带有强制外循环的中心气升式内环流反应器。根据结构特点及流动状态不同，将强制外循环环流反应器分为6个流动区域，即环流反应器底部区、气体分布器影响区、浆液进料影响区、导流筒上行区、气液分离区和环隙区。研究了不同流动区域内的局部气泡特性。发现不同流动区域内气泡直径沿径向的分布有较大差异，倒锥形底部结构显著影响了环流气泡的数量与直径。推导出了不同流动区域内平均气泡直径的理论模型，模型结果与实验数据吻合较好。     

提升管反应器进料混合段内气固两相流动特性(Ⅱ)理论分析

针对提升管进料混合段这一复杂的混合流场建立了轴向颗粒返混模型 ,用以计算颗粒相返混比、轴向速度以及混合相密度等 ,从而将颗粒相的流动描述成单一参数控制的行为 .并根据多相流动的扩散模型和冷态实验的结果给出了射流相浓度在截面上分布规律的计算方法 ,指出该浓度分布主要与射流气速和预提升表观线速的速度比有关 ,而其他操作参数的影响都是次要的 .     

催化裂化装置沉降器内顶旋升气管外壁结焦的特性分析

对炼油厂催化裂化装置沉降器内顶旋升气管外壁结焦的微观结构和外观特点所作的分析表明,升气管外壁的结焦主要是由液滴状结焦和细催化剂颗粒组成,结焦组织致密,焦块硬脆；结焦厚度沿圆周分布不均,以入口为0°,结焦厚度从0°约2cm向后逐渐增厚,表面有明显的冲刷沟槽,180°向后表面形成尖牙状结焦,厚度达10cm。升气管表面结焦是重组分油气冷凝形成的液滴和细催化剂颗粒沉积粘附在升气管表面发生结焦反应,并不断长大形成的。升气管表面结焦过程属于沉积型结焦,与升气管附近的流场密切相关。     

后置烧焦管出口新型气固分离器的大型冷模实验

后置烧焦管出口的气固分离器是实现FCC后置烧焦管式组合再生工艺的关键设备之一、设计并筛选出了一种基于离心与惯性协同作用的新型气固分离器。以FCC平衡剂为物料,在大型冷模实验装置上对其进行了性能测试。实验结果表明,该分离器不仅结构简单,而且操作也比较平稳,分离效率可达96.6％～99.76％,压降不超过3237Pa。通过对大量实验数据的回归分析,建立了分离效率及压降的经验模型,模型的预测结果与实验结果吻合较好。     

催化裂化沉降器新型高效旋流快分器内气固两相流动

用CFX软件对催化裂化沉降器新型旋流快分器的气相流场进行了三维模拟,湍流模型采用雷诺应力输运方程模型.计算结果与用五孔探针测试的气相流场实验结果吻合很好.采用离散轨道模型对该旋流快分器内颗粒的运动情况进行了计算,并由此估算了旋流快分器的分级效率和总分离效率.模拟结果表明：该新型旋流头可消除现有旋流头喷出口附近的短路流,更有利于提高旋流快分器的效率.两种结构形式的旋流快分器分离效率的计算对比说明：在旋流头处加入一个内构件,是很有价值的改进.     

催化裂化提升管进料段内油剂两相流动混合的优化及工业应用

通过冷模实验,揭示了催化裂化提升管进料混合段内存在两个问题,即在局部区域内颗粒相返混严重以及油剂两相浓度分布并不匹配-在油相浓度高(低)的位置,剂相浓度却较低(高).通过对实验结果的理论分析,提出了改善提升管内油剂两相接触、混合的思路,即利用和控制二次流,并借助于CS型催化裂化进料喷嘴对二次流实现"用其利,抑其弊",工业应用的结果清楚地表明CS喷嘴对提升管内油、剂两相流动、混合状况有明显地改善,可有效地提高液收率.     

催化裂化提升管出口旋流快分系统内隔流筒结构的优化改进

 研究表明, 旋流快分系统(VQS)内旋流头上骑插筒形隔流筒(A型)后, 可消除其喷出口处短路流夹带颗粒的现象, 大大提高系统的分离效率. 但A型隔流筒底部还存在另一种短路流现象, 结构尚需进一步优化, 为此, 开发了折边隔流筒(B型)和锥型隔流筒(C型). 采用Fluent软件对VQS系统内气-固两相流进行了数值模拟, 重点考察了A、B、C型隔流筒的流场分布和分离效率. 模拟结果表明, C型隔流筒子的分离段外侧切向速度较大, 离心力较强; 内侧上行轴向速度较小, 气体向上夹带细粉的速度较低; 底部截面处向心径向速度较小, 基本为零, 有利于消除短路流. 因此, 工业应用中推荐采用C型隔流筒, 以进一步提高系统的分离效率.     

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.     

新型组合烧焦装置烧焦管内固体颗粒混合特性的研究

采用脉冲磷光颗粒示踪法对一套新型组合烧焦装置的烧焦管(内径186mm,高10m)内固体颗粒的停留时间分布进行了测试,研究了烧焦管内固体颗粒的混合特性。结果表明,在烧焦管表观气速为6.39m/s、烧焦管内颗粒循环强度为101.7kg/(m2.s)的条件下,在检测探头距示踪剂注入位置1.0m处,颗粒停留时间分布呈较对称的单峰分布,从烧焦管轴心向边壁靠近,其峰高差别较大;而在检测探头距示踪剂注入位置4.0m及9.4m处,颗粒的停留时间分布曲线由一个尖而高的前峰和长拖尾所组成,曲线的峰高基本一致,表明颗粒沿轴向以弥散颗粒和颗粒团的形式扩散,颗粒沿径向的混合较均匀。对1.0m检测距离内的颗粒扩散行为建立了二维轴、径向扩散模型,对4.0m以上检测距离的颗粒扩散行为建立一维轴向两组分扩散叠加模型,模型预测值与试验值吻合较好。