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.     

温度和压力对旋风分离器内气相流场的综合影响

借助Fluent6.1软件,采用改进的RSM模型对不同温度(293~1373 K)和不同压力(0.1~6.5 MPa)下旋风分离器的气相流场进行了数值模拟.结果表明:切向速度随温度的升高而降低,随压力的升高而升高;但当温度超过1000 K、压力超过1.0 MPa以后,切向速度的变化幅度趋于减少.据此,建立了包含温度与压力综合影响在内的切向速度计算公式.温度升高使内旋流中心区域的轴向速度增大,而压力升高则使其减小.     

g射线衰减技术在提升管内颗粒浓度测量上的应用

在实验室流化床装置上用g射线衰减技术对f186 mm′12 m提升管内的FCC催化剂颗粒浓度进行了测量. 通过对测量数据的处理，获得了横截面上的浓度等值线图. 测量结果表明，应用g射线技术测量的提升管内颗粒浓度分布与已往文献的测量结果一致，颗粒浓度分布是一种环核结构，中心区域浓度低，边壁区域浓度高. 但g射线技术的测量结果表明，在提升管横截面上催化剂颗粒浓度分布不是严格的轴对称分布，存在着一定程度的偏流现象. g射线技术的测量结果与光纤法的测量结果对比表明，两者在浓度分布的形态和数值上基本吻合，但在提升管的中心区域光纤测量的浓度比g射线测量的浓度高约20%. g射线技术测量不干扰流场，可以获得整个横截面上的浓度分布图，整体反映提升管内气固两相流的复杂特征.     

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。     

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.     

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.     

重油催化裂化装置沉降器顶旋风分离器升气管外壁结焦原因的流动分析

在蜗壳式旋风分离器环形空间流场测量和分析的基础上 ,分析了重油催化裂化装置沉降器顶旋风分离器升气管外壁 0°～ 90°～ 180°(以入口处为 0°)部位结焦的原因。由于进口气流在升气管外壁的绕流流动以及和内部环流的交汇作用 ,在升气管管壁表面形成了低速的“滞流区” ,并在0°～ 90°～ 180°部位形成了顺压力梯度的附面层 ,部分细小颗粒或液滴在环形空间二次涡的作用下被输送到升气管外壁表面 ,沉积在该附面层内 ,具有结焦倾向的油气组分与催化剂细颗粒发生结焦反应 ,焦粒逐渐长大形成月牙状焦块     

无沉降器催化裂化装置的必要性和可行性分析

目前的分子筛催化裂化工业装置基本上是沿用微球合成硅铝催化裂化工艺的装备,保留再生器和反应器,增加提升管.结果油气的反应过程转移至提升管反应器内,原来的反应器蜕变为沉降器.随着催化裂化工艺技术的改进,这些装备的不适应性逐渐凸现,有些甚至形成了工艺运行的瓶颈,如沉降器中大空间的存在造成了油气的二次裂化反应和油气结焦等问题,尤其是对于重油催化裂化工艺.在叙述沉降器的演变,油气的二次裂化反应,停留时间,结焦等问题的基础上,分析了取消沉降器的必要性,同时提出几种无沉降器催化裂化工艺装置方案,讨论了技术上的可行性,以期能从装备上提高催化裂化工艺技术的水平.     

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.     

两段气升式气固环流取热器导流筒壁与床层间的传热特性研究

在一套φ600 mm×7000 mm半圆形的大型有机玻璃两段环流实验装置上,采用FCC催化剂,在导流筒区表观气速0.101～0.670 m/s,环形区表观气速分别为0.049 m/s和0.099 m/s范围内,测定了导流筒壁与颗粒床层之间的传热系数、床层密度和颗粒环流速度的分布规律.结果表明床层密度和颗粒环流速度是影响传热的主要因素,而这两者的变化规律完全由导流筒区和环形区的气速来调控.传热系数随导流筒区气速的增加而增加,适当增加环形区气速能显著改善传热效果.实验结果表明,两段环流取热器比目前工业催化裂化装置使用的外取热器有较高的传热系数.通过理论分析,给出了两段环流取热器的传热系数关联式.