【摘 要】
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快速流化床反应器作为一种高效的气固传质、传热和反应设备,在石油、化工等领域有着极为重要的应用。但传统催化裂化提升管反应器仅能满足单分子反应,需要在现有反应器上部扩径才能满足双分子反应的需求,因此本文设计了一种快速流化床,包括四个部分:入口段、扩径段、缩径段、出口段,重点考察了扩径部分的气固流动行为。利用PV6M颗粒浓度测量仪测定了快速流化床中的Geldart A类颗粒的体积分数。随着表观气速减小和
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快速流化床反应器作为一种高效的气固传质、传热和反应设备,在石油、化工等领域有着极为重要的应用。但传统催化裂化提升管反应器仅能满足单分子反应,需要在现有反应器上部扩径才能满足双分子反应的需求,因此本文设计了一种快速流化床,包括四个部分:入口段、扩径段、缩径段、出口段,重点考察了扩径部分的气固流动行为。利用PV6M颗粒浓度测量仪测定了快速流化床中的Geldart A类颗粒的体积分数。随着表观气速减小和颗粒循环强度的增大,轴向和径向颗粒体积分数增大;对于变径快速流化床,通过变径可以使颗粒体积分数的分布更加均匀。采用MP-PIC方法进行气固流态化数值模拟,利用文献数据考察了常用曳力模型对快速流化床体积分数分布的影响,并进行了曳力模型的修改,修改后的曳力模型能够较好地吻合轴向颗粒体积分数实验数据。用修改后的曳力模拟变径快速流化床颗粒体积分数,模拟结果与实验数据拟合较好。采用计算流体力学模型模拟扩径角度对变径快速流化床颗粒体积分数影响,并与等径快速流化床作了对比。轴向上随着扩径角度的增大颗粒体积分数逐渐减小且分布更加均匀;径向上入口附近H=3.87m处,随着扩径角度的增大颗粒体积分数逐渐增大且分布更加不均,H=4.07m、4.27m规律正好相反。变径快速流化床与等径快速流化床对比:变径快速流化床在H=3.87m、4.07m处,中心区(-0.25<r/R<0.25)颗粒体积分数低,边壁区高;在H=4.27m处,中心区和边壁区颗粒体积分数均低。
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