由于固体的热容量比气体大,同时Geldart A类颗粒具有良好的流化性能。因此,如果利用循环流化床反应器以固-固换热的形式将催化裂化剩余热量置换出来,作为炼油新工艺的能量来源将拥有广阔的工业应用前景。本文的工作是在自制的循环流化床换热系统上进行的,研究首先从建立稳定循环的流化床实验平台入手。实验以3种催化裂化催化剂为循环物料,对内、外循环系统分别进行考察,摸索藏量、松动风及提升风等因素对循环量的影响规律。冷态实验结果表明,催化剂循环量可由提升风和松动风调节控制,适宜的藏量和松动风量可以提高装置的操作稳定性。最终选定内床表观气速2.4m/s,外床2.5m/s;内床松动风0.22m/s、外床0.19m/s;内床藏量5000g,外床6000g为热态实验条件;内床催化剂循环量最高可达45kg/h,外床35kg/h。在热态实验中,模拟现场工况对装置进行加热,考察换热系统的传热效果。在选择的操作条件下,分别以内床、外床为研究对象,摸索床层密度、表观气速、催化剂循环量、床层温度、催化剂粒径、物料性质等因素对传热系数的影响规律。实验结果表明,随着催化剂循环量增加、床层密度下降,传热系数下降;提高床层温度、降低表观气速,传热系数增加;利用较大热容量和小粒径的固体颗粒可以获得高的传热效果。在模型建立过程中,首先,通对系统传热过程进行合理简化,应用颗粒絮团不稳定传热理论建立物理模型;然后,利用拉普拉斯方法对过程控制方程进行求解、变换,给出传热过程的数学模型;最后,综合实验数据,回归求解模型参数,提出固-固换热系统的传热系数计算式。将传热系数预测值与实验值进行比较,误差在15%以内,能满足工程设计的需要。