气固流化床反应器工艺计算

用φ800mm气固流化床对丁烯进行氧化脱氢实验。对实验数据进行了工艺计算及处理,确定了气固流化床设计参数和操作条件的计算方法,计算结果与实验结果相当符合,为以后的气固流化床设计操作打下坚实基础。该计算的所有数据由锦州石化公司提供,并由其催化裂化装置中的实验结果所证实。     

气固流化床中空隙率波动信号的自由度数确定

确定气固流化床体系的自由度数是对该系统进行定量描述的前提和基础。本文采用小波分析方法,将气固流化床中空隙率波动信号进行小波变换,以相空间重构和混沌分析理论为基础,通过G-P算法和Liangyuechao提出的方法计算空隙率波动信号小波系数的最小嵌套维,从而确定了气固流化床中空隙率波动信号的自由度数,并对两种确定最小嵌套维的方法进行了比较。     

基于格子Boltzmann方法颗粒团聚物曳力系数的数值模拟及应用研究

应用气固两相流动的格子Boltzmann-离散颗粒运动模型,气体流动采用格子Boltzmann方法的D2Q9模型,固体颗粒运动采用牛顿第二运动定律计算,壁面采用具有二阶计算精度的半步长反弹边界条件,数值模拟了循环流化床提升管内颗粒团聚物的运动过程。模拟结果表明,颗粒团聚物的气固相间曳力系数随颗粒团聚物的空隙率和雷诺数的增大而减小;拟合得到基于格子Boltzmann方法的气固相间曳力模型;采用基于格子Boltzmann方法的气固相间曳力模型的欧拉-欧拉双流体模型模拟循环流化床提升管内颗粒相密度和颗粒质量流量径向分布,模拟结果与实验结果很接近。     

气—液—固三相相平衡计算

用状态方程和溶液理论建立了气—液—固三相相平衡计算方法。气相和液相均采用状态方程描述其非理想性和相态变化特征，用正规溶液理论来描述非理想的固体溶液。这样建立的气—液—固三相相平衡热力学模型具有热力学的连续一致性，并且具有较好的收敛性和稳定性。通过实例计算表明，该方法不仅能够计算出压力或温度改变时发生气液固三相相态变化的起始点和三相相态变化趋势，而且还可以计算出在不同的温度、压力下各组分在各相中的分配关系。该方法可用于石油与天然气化工、油气开采和输运过程的生产设计。     

气固流化床中静电的产生、防控及利用

在气相法流化床聚乙烯工艺中,静电引起的颗粒粘壁结块严重影响流化床反应器的连续稳定运行。本文对气固流化床静电的研究现状进行综述,重点讨论了静电产生耗散机制、静电分布特征、静电对流化的影响,静电的防控技术,静电的利用方法等。     

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渍气体系含有一定的石蜡、胶质、沥青质等有机固机物质,当油气体系的热力学条件发生改变时,它们将从气、液中析出而沉积,给油气田生产带来严重的危害。气液固三相平衡理论研究和相态６计算能够确定油气流体发生固体沉积的热力学条件,并确定出不同热力学条件下的固体沉积数量,从而为防止和控制固体沉积提供理论依据和评价技术,以利于指导油气田开发开采工艺设计。文章根据正规溶液理论和状态方程以及 体热力学相平衡原理建立了     

大差异颗粒气固流化床传热特性实验研究

通过实验研究了气固流化床中不同温度的大差异颗粒间的传热特性.实验结果表明,在气固间传热系数范围为40-450 W/(m2·K),给定气速条件下,气固间传热系数随着床温的升高而增大;床温固定时,传热系数随着气速变大先增加,当超过细颗粒带出速度后又随之降低;流化床内颗粒越小,颗粒对流传热越明显.根据相关文献,将气固流化床传热系数实验结果进行了对比关联,为新型双组分流化床换热、分级系统的设计和开发提供参考.     

下行式循环流化床反应器气固传热特性研究

在并流下行式循环流化床反应器的气固传热模型基础上 ,采用稳态传热的实验方法 ,测定了并流下行式循环流化床反应器不同操作条件下的轴向颗粒温度分布及气固相进出反应器的温度 ,进而求得气固轴向截面传热系数及表观传热系数。实验结果表明 ,对于一定的体系 ,表观气速ug 能明显地影响截面气固传热系数hx 和表观传热系数h ,而颗粒循环强度W对h和hx 的影响则比较复杂 ,它随表观气速ug 的不同而呈现不同的影响趋势     

泡沫水泥压力计算分析研究

泡沫水泥具有密度低、强度大、渗透率低、无游离液和防气窜等特点，主要用于长封固井段或低压易漏地层的固井施工。由于在泡沫水泥中含有气体，其中气体参数又是温度和压力的函数，因此在固井施工设计中不能采用常规固井理论进行相关计算。为此，根据实际固井施工模型，利用水力学知识与热力学原理建立了相应的计算模型，在对泡沫水泥密度和压力变化分析基础上，形成了适用于固井现场的泡沫水泥修正压力计算方法。详细阐述了施工模型的建模思路和求解过程，并通过修正压力计算值与采用数值方法求解的压力值对比，说明了该计算方法在误差范围内的正确性和可行性，能够为现场固井压力计算提供参考。     

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。     

固体酸烷基化反应器的研究

同体酸烷基化工艺具有安全、清洁、成本低的优点，目前对同体酸烷基化工艺的研究主要集中在同体酸催化剂的研究，同体酸烷基化反应器及工艺的研究2个方面。概述了固体酸烷基化用浆液反应器、同定床反应器、移动床反应器和流化床反应器的特点，介绍了清华大学液同循环反应-再生系统和石油大学的新型组合反应-再生系统的研究概况。     

组合气-固环流床与常规气-固环流床流动特性的比较

针对石油炼制装备中所涉及的组合气-固环流床和常规气-固环流床,通过大型冷模实验对二者整体流动特性和局部流动特性进行了对比研究。结果表明：在导流筒区表观气速、环隙区表观气速和床层内颗粒静床高度相同的条件下,组合气-固环流床和常规气-固环流床的导流筒区整体平均固含率、环隙区整体平均固含率及两区整体平均固含率差差别较小,组合气-固环流床内的颗粒环流速度较大。在床层各区域局部流动特性上,在分布器区和导流筒区下部,组合气-固环流床的局部固含率和颗粒速度均较大;在导流筒区中部,二者的局部固含率和颗粒速度均差别较小;在导流筒区上部和气固分离区,组合气-固环流床的局部固含率较小,颗粒速度较大;在环隙区,二者的局部固含率差别较小,而组合气-固环流床的颗粒速度较小。     

聚酯切片流态化特性的研究

聚酯切片的含水量和结晶度明显影响后续的固相缩聚过程,采用特殊流化床进行干燥和结晶处理是发展方向。在内径为85 mm的流化床中对聚酯切片的流态化特性进行了冷态模拟实验研究,测定了聚酯切片的起始流化速度和床层膨胀比,并通过对床层的压力脉动进行功率谱分析,考察了聚酯切片的流态化动力学特性和流型转变。实验结果表明,所研究的聚酯切片属于Geldart D类颗粒,起始流化速度为0.66 m/s。对床层压力脉动进行快速傅里叶变换分析的结果表明,聚酯切片的流化状态不稳定,首先形成节涌流态化;当流化气速大于3 m/s时,形成湍动流态化。当流化床处于湍动流态化状态时,气体与聚酯切片间传热传质效率高,可实现快速干燥和结晶。     

湍动流化床中气泡行为和压力脉动特性的研究

 详细研究了在500mm×30mm×6000mm大型二维湍动流化床中FCC催化剂颗粒的床层轴向空隙率分布和床层的压力脉动。根据床层空隙率变化,建立了1个可以同时适用于鼓泡流化床和湍动流化床的气泡平均直径模型。该模型的计算结果与实验观察和实验测得的床膨胀规律均一致,并且与床层压力脉动的变化趋势也一致。在压力脉动沿床层轴向高度的分布图中,曲线呈水平“S”型。根据压力脉动的变化,床层可以分为分布板影响区、气泡生长区、料面影响区和稀相区4个区。根据床层稀、密相压力脉动的剧烈变化,提出了一种确定稀－密相界面高度的新方法,该方法简单实用。     

带孔型锥型分布板结构对流化床内流动特性影响

针对现有技术对分布板流化床内部流动情况难以测量的问题,建立了三维流化床双欧拉流体模型,采用Realizable k-ε湍流模型与Godaspow拽力模型对不同开口角度带孔型锥型分布板流化床流动特性进行数值模拟计算.结果表明,带开口角度锥型分布板流化床比平面分布板流化床内近壁面固含率更低,且锥型分布板流化床内流体更倾向于...     

小波分析技术在多相流系统中的应用

提出了一种将小波分析技术应用于多相流系统进行流型判别的方法。对采集的多相流信号进行小波分解 ,在不同尺度上提取特征值 ,并提出了两种特征值参数的提取方法 ,分别应用于气液两相流和气固流化床系统中 ,进行流型的辨识。试验结果表明利用所提出的特征值可以有效地对气液两相流流型以及气固流化床从固定床向鼓泡床的转变进行判别。     

Computational investigation of contraction behavior in a liquid-solid fluidized bed

Contraction behavior of a liquid-solid fluidized bed has been investigated numerically. Based on a simple hydrodynamic model proposed by Brandani and Zhang (2006), a case study for solid particles with a density of 3,000 kg/m³ and a diameter of 2.5×10^-3 m is simulated in a two-dimensional fluidized bed (0.50 m height and 0.10 m width). Due to the continuity of numerical computation, there is a transition region between two zones of different solid holdups when the liquid velocity is suddenly changed. The top, middle and bottom interfaces are explored to obtain a reasonable interface height. The simulated results show that the steady time of the middle interface is more close to Gibilaro’s theory and suitable for describing the contraction process of a phase interface. Furthermore, the effect of liquid velocity and particle diameter is simulated in the other two-dimensional fluidized bed (0.10 m height and 0.02 m width) where the solid particles are glass beads whose properties are similar to those of the catalyst particles used in the alkylation process. The results also show good agreement with Gibilaro’s theory, and that larger particles lead to a more obvious bed contraction.     

Fluidization characteristics of different sizes of quartz particles in the fluidized bed

Fluidization characteristics of quartz particles with different sizes are experimentally investigated in a fluidized bed with an inner diameter of 300 mm and height of 8250 mm. Results show that the average solid holdup increases with the increase in superficial gas velocity and the decrease in initial solid holdup in the dense zone of the fluidized bed. The average cross-sectional solid holdup decreases with increasing bed height and superficial gas velocity. The bed expansion coefficient increases with the increase in superficial gas velocity and the decrease in solid holdup. Correlations of average solid holdup, average cross-sectional solid holdup and bed expansion coefficient are also established and discussed. These correlations can provide guidelines for better understanding of the fluidization characteristics.     

双循环流化床化学链燃烧反应器冷态实验研究

针对化学链燃烧反应器,特别设计了双循环流化床反应器。提出“鼓泡流化床/湍动流化床+提升管”的设计,通过提升管提供颗粒循环的动力,调整2个流化床反应器(空气反应器和燃料反应器)的流化气速以分别控制反应器的固体循环流量;提出双向流动密封阀的设计,形成对固体循环流量和床料量分布的柔性控制。建立了全尺寸双循环流化床冷态实验装置,并进行了连续稳定的冷态运行,实验研究了不同运行操作条件对反应器性能的影响。实验结果表明,流动密封阀内压力差范围在955~1834 Pa,固体循环流量范围在0.27~0.38 kg/s,双循环流化床之间的气体泄漏率为0.10%~0.22%。冷态实验提供了流体动力学参量,并验证了设计的可行性。