樹枝狀管式氣體分布器是催化裂化裝置再生器普遍使用的一種氣體分布器。但這種分布器在實際運行過程中存在著氣體分布不均勻、管子和噴嘴磨損、催化劑流化質(zhì)量下降、催化劑再生效果差等一系列問題,嚴重影響了催化裂化裝置的正常運行。氣體分布器布氣性能和磨損現(xiàn)象與噴嘴在密相床層中的射流特性密切相關(guān)。因此,開展樹枝狀氣體分布器的噴嘴在密相床層中的射流特性,以及對射流影響區(qū)床層流態(tài)的影響研究,對分析氣體分布器的布氣性能和磨損機理,及對結(jié)構(gòu)優(yōu)化具有重要的指導(dǎo)意義。本研究在二維矩形床實驗裝置上,以FCC催化劑為顆粒,采用攝影考察法和壓力傳感器測量相結(jié)合的手段,考察了噴嘴的操作氣速、噴嘴的安裝角度、靜床料高度及噴嘴伸出長度等因素對噴嘴的射流長度、噴嘴壓降、噴嘴出口的壓力脈動,以及射流影響區(qū)內(nèi)壓力脈動特性的影響規(guī)律。主要結(jié)論如下:噴嘴的射流長度隨噴嘴出口氣速和噴射角度的增大而變長。射流氣體在向上翻轉(zhuǎn)過程中,在氣體分布器兩分支管之間產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)渦流現(xiàn)象,旋轉(zhuǎn)渦流的大小與噴嘴出口氣速和安裝角度有密切關(guān)系。實驗現(xiàn)象表明旋轉(zhuǎn)渦流是引起分支管外壁面產(chǎn)生磨損的直接原因。基于實驗數(shù)據(jù),建立了噴嘴射流長度的計算模型。噴嘴壓降隨噴嘴出口氣速和噴嘴長度的增大而增大,建立了噴嘴壓降的計算公式。不同噴射角度下噴嘴出口壓力脈動主要影響因素為相鄰噴嘴射流的沖擊,次要影響因素為顆粒濃度。噴射角度為45°時,噴嘴出口壓力脈動隨靜床高度和噴嘴伸出長度增大而增大。射流影響區(qū)床層壓力隨軸向高度、噴射角度增大而減小,隨噴嘴出口氣速、靜床高度和噴嘴伸出長度增大而增大,由測點以上的物料量決定。噴射角度為0°和22.5°時,分支管間床層處于密相區(qū),壓力脈動由氣泡運動引起;噴射角度為45°和67.5°時,分支管間床層處于射流影響區(qū),壓力脈動隨軸向高度增大先增后減,隨噴嘴出口氣速、靜床高度、噴嘴伸出長度增大而增大,由氣流湍流度決定。引起噴嘴出口及床層射流影響區(qū)的壓力脈動的主要來源是小顆粒團運動,次要來源是彌散顆粒運動。
【學(xué)位單位】：中國石油大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TE96
【部分圖文】：

圖 1.2 流化床的不同流態(tài)化域Fig.1.2 Different Fluidized zones in Fluidized Beds（1）固定床：流化床中表觀氣速較小，上升氣流不足以使固體顆粒懸浮，固體顆粒間隙較小，顆粒比較致密。（2）散式流化床：流化床中表觀氣速比固定床較大，固體顆粒均布在氣流中，顆粒間隙增大，床層膨脹，致密程度減小，流化床床層表面平穩(wěn)，床高增大，具有更加明顯的流體性質(zhì)。（3）鼓泡床：當流化床內(nèi)的表觀氣速增加時，床層內(nèi)逐漸分為兩相：氣體聚集相和顆粒乳化相。氣體聚集相主要表現(xiàn)為氣泡的形式，氣泡在分布器區(qū)產(chǎn)生，在床層內(nèi)逐漸上升，上升過程中氣體增大，接近床層表面時，氣泡開始破裂，并使部分顆粒進入床層表面以上形成稀相區(qū)。乳化相是指床層表面以下的懸浮在上升氣流中的固體顆粒組成的密相床層。（4）湍動床：當流化床內(nèi)表觀氣速繼續(xù)增大，流化床中的氣泡由于氣流的增大穩(wěn)定性降低，大氣泡會迅速分解成小氣泡，此時床層中均布著大量小氣泡，顆

成流化床的主要部分，此外，還需要某些關(guān)鍵備，其中氣體分布器是流化床中重要的部件。再生器的氣體分布器起到均勻布氣、使床層催空氣均勻接觸燒焦再生的功能。因此，氣體分化劑顆粒的活性再生具有重要的作用。的主要要求是：一是把空氣輸送進入再生器內(nèi)均勻，以此達到布氣均勻、氣體與顆粒接觸充布器能夠?qū)ρb置以及催化劑顆粒發(fā)揮承重的效再生器能夠平穩(wěn)運行。因此氣體分布器對于再是保證工業(yè)生產(chǎn)穩(wěn)定運行的必須條件。和結(jié)構(gòu)的不同，氣體分布器被分為多種形式：充式分布器、多管分布器等多種結(jié)構(gòu)，如圖 1.3

圖 1.4 短管式分布器Fig.1.4 Short tube distributor圖 1.5 填充式分布器Fig.1.5 Filler distributor
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本文編號：2853532