工业RFCC汽提段内颗粒混合情况的CFD模拟

用计算流体力学方法对人字型挡板、盘环型挡板和两段环流3种工业重油催化裂化(Resid Fluid Catalytic Cracking,RFCC)汽提段内的气固两相流动进行了模拟研究,考察了汽提段内的颗粒体积分数分布情况;结合模拟示踪技术得到了催化剂出口处颗粒的停留时间分布(RTD),通过对RTD曲线进行分析,得到了表征汽提段内颗粒混合特性的参数,平均停留时间(tm)、无因次方差(σθ2)、Peclet准数(Pe),以及死区、活塞流区和全混流区的体积分数。模拟结果表明,环流汽提段外环区和内环区间存在密度差,是催化剂环流流动的推动力。人字形挡板汽提段内的tm最小,σθ2最大,Pe值最小,同时死区体积达到了汽提段体积的40%,而活塞流区体积仅占15.8%,说明其中颗粒的返混非常剧烈,汽提效率最低。相对于盘环型挡板汽提段,两段环流汽提段内颗粒的σθ2较大,Pe较小,颗粒的整体返混程度高于盘环型挡板汽提段。但从死区模型的分析看,活塞流流动的增强有利于促进气固间的传质,死区体积增大则是由于环流流动的增强所导致的,这些都有利于提高汽提效率。两段环流汽提段内活塞流区体积为26.8%,死区体积占32.3%,都大于盘环型挡板汽提段,使环流汽提段的汽提效率更高。