重質(zhì)油加工已經(jīng)成為當(dāng)今世界石油加工煉制的重要組成部分,加工重油的一項(xiàng)新工藝為重質(zhì)油梯級(jí)分離工藝。噴霧造粒塔是該工藝中的關(guān)鍵設(shè)備之一,其優(yōu)化設(shè)計(jì)及合理操作直接影響重油梯級(jí)分離工藝中的瀝青造粒和溶劑回收過程。脫油瀝青顆粒的流化和氣提過程是噴霧造粒系統(tǒng)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。氣提段的結(jié)構(gòu)改進(jìn)及操作條件的優(yōu)化從根本上說都是基于對(duì)其內(nèi)部氣固兩相流動(dòng)過程的充分認(rèn)識(shí)。采用CFD方法對(duì)噴霧造粒塔內(nèi)氣固兩相流動(dòng)和脫油瀝青顆粒的流化及氣提過程進(jìn)行數(shù)值模擬研究。首先針對(duì)造粒塔分離性能和排料堵塞的問題,考察噴嘴不同進(jìn)料結(jié)構(gòu)對(duì)其分離性能和顆粒濃度分布的影響,計(jì)算結(jié)果表明0°直噴時(shí)瀝青顆粒在塔底均勻分布,塔內(nèi)顆粒濃度底部較高,在氣提氮?dú)獾淖饔孟?物料在塔底大量堆積。斜進(jìn)料結(jié)構(gòu)造粒塔內(nèi)產(chǎn)生雙層旋流,離心力的作用促進(jìn)顆粒與氣相溶劑的快速分離,顆粒沿外壁向下運(yùn)動(dòng)并順利從底部物料排出口排出。其次,在歐拉兩相流的基礎(chǔ)上,考慮到脫油瀝青顆粒易團(tuán)聚的特點(diǎn),對(duì)曳力模型進(jìn)行修正后建立流化床內(nèi)氣固兩相流動(dòng)模型,考察了脫油瀝青顆粒在床內(nèi)的散式流態(tài)化過程,結(jié)果表明當(dāng)流化氣速為0.02m/s時(shí),顆粒均勻地分布在床層上,整個(gè)床層已經(jīng)完全流化。隨著流... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)石油大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：91 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
第2章 文獻(xiàn)綜述
    2.1 超臨界溶劑深度脫瀝青-噴霧造粒技術(shù)簡(jiǎn)介
        2.1.1 旋流式噴霧造粒塔的工作流程
        2.1.2 噴霧造粒塔的研究進(jìn)展
        2.1.3 脫油瀝青顆粒流化輸送性能研究進(jìn)展
    2.2 顆粒的分類及流化形式
        2.2.1 流態(tài)化分類
        2.2.2 流態(tài)化的判別方式
        2.2.3 粘性顆粒的流態(tài)化特性
    2.3 顆粒在流體中的運(yùn)動(dòng)
        2.3.1 顆粒在流體中的受力分析
        2.3.2 起始流化速度
        2.3.3 終端沉降速度
    2.4 汽提器及汽提技術(shù)概述
        2.4.1 汽提器概述
        2.4.2 汽提技術(shù)研究方法
    2.5 CFD方法模擬氣固流動(dòng)過程基本流程
        2.5.1 歐拉雙流體模型
        2.5.2 湍流流動(dòng)模型
        2.5.3 顆粒相壓力的封閉與粘度的計(jì)算
        2.5.4 氣固曳力模型介紹
        2.5.5 顆粒團(tuán)聚現(xiàn)象及其模擬
    2.6 文獻(xiàn)綜述小結(jié)與本文研究任務(wù)
第3章 工業(yè)級(jí)噴霧造粒塔內(nèi)氣固分離過程的數(shù)值模擬
    3.1 計(jì)算條件的確定
    3.2 幾何模型和網(wǎng)格劃分
    3.3 邊界條件及求解方法
    3.4 數(shù)值模擬結(jié)果及討論
        3.4.1 造粒塔內(nèi)整體流場(chǎng)特性分析
        3.4.2 速度分布
        3.4.3 壓力分布
        3.4.4 顆粒濃度分布
        3.4.5 射流角度對(duì)分離性能的影響規(guī)律
    3.5 本章小結(jié)
第4章 脫油瀝青顆粒的散式流化及氣提特性模擬
    4.1 幾何模型與邊界條件
    4.2 脫油瀝青顆粒的散式流化特性模擬
        4.2.1 計(jì)算工況確定
        4.2.2 曳力模型對(duì)結(jié)果影響
        4.2.3 顆粒間恢復(fù)系數(shù)的影響
        4.2.4 流化氣速對(duì)床層的影響
        4.2.5 顆粒速度的徑向分布
        4.2.6 流化床內(nèi)的流場(chǎng)特性分析
        4.2.7 脫油瀝青顆粒的流化性能
    4.3 脫油瀝青顆粒的氣提特性模擬
        4.3.1 示蹤氣體濃度的軸向分布
        4.3.2 示蹤氣體濃度的徑向分布
        4.3.3 不同氣提表觀氣速下示蹤氣體濃度分布云圖
        4.3.4 氣提器的氣提效率計(jì)算
    4.4 本章小結(jié)
第5章 氣提氣量對(duì)造粒塔分離空間流場(chǎng)的影響規(guī)律
    5.1 氣提氣量對(duì)直噴進(jìn)料方式下造粒塔分離空間的影響
        5.1.1 整體流場(chǎng)特性分析
        5.1.2 氣提氣量對(duì)排氣口下端流場(chǎng)的影響
        5.1.3 氣提氣量對(duì)射流影響區(qū)流場(chǎng)影響
        5.1.4 氣提氣量對(duì)穩(wěn)定區(qū)流場(chǎng)的影響
        5.1.5 氣提氣量對(duì)顆粒濃度分布的影響
        5.1.6 氣提氣量對(duì)分離性能的影響
    5.2 氣提氣量對(duì) 45°斜噴進(jìn)料方式下的造粒塔分離空間的影響
        5.2.1 整體流場(chǎng)特性分析
        5.2.2 氣提氣量對(duì)排氣口下端流場(chǎng)的影響
        5.2.3 氣提氣量對(duì)射流影響區(qū)流場(chǎng)的影響
        5.2.4 氣提氣量對(duì)旋流穩(wěn)定區(qū)的影響
        5.2.5 氣提氣量對(duì)顆粒濃度分布的影響
        5.2.6 氣提氣量對(duì)分離性能的影響
    5.3 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論
符號(hào)說明
參考文獻(xiàn)
致謝
發(fā)表論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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