利用沸騰床對(duì)生物質(zhì)熱解液加氫制備生物質(zhì)汽柴油是當(dāng)前最優(yōu)的取代原油的技術(shù)途徑。沸騰床內(nèi)置軸向旋流器可實(shí)現(xiàn)催化劑的分離和活性恢復(fù),開展內(nèi)置旋流器的研究對(duì)反應(yīng)器的開發(fā)具有重要的指導(dǎo)意義。通過理論計(jì)算建立顆粒的自轉(zhuǎn)模型和耦合離心力模型,利用計(jì)算流體力學(xué)技術(shù)、粒子示蹤和高速攝像技術(shù)研究溢流管結(jié)構(gòu)對(duì)顆粒自公轉(zhuǎn)的影響,通過活化實(shí)驗(yàn)研究溢流管插入深度對(duì)活化性能的影響,將顆粒的自公轉(zhuǎn)同催化劑的分離與活化關(guān)聯(lián),證實(shí)了優(yōu)化旋流器結(jié)構(gòu)和操作工況對(duì)催化劑分離和活性的提升作用。結(jié)果表明,進(jìn)口流量Q的減小,溢流管插入深度hc的增加,溢流管錐角αc的減小和溢流管直徑D2的增大都會(huì)使分離效率提高。hc=335 mm,D2=75 mm的圓柱型溢流管結(jié)構(gòu)為最佳,此時(shí)旋流器具有最高的分離效率,能分離大于240μm的氧化鋁顆粒。Q的增大及hc的減小使得顆粒公轉(zhuǎn)速度增加,Q及hc的增大使得顆粒自轉(zhuǎn)速度增加。Q=0.22 m3/h時(shí),在hc=335 mm的旋流器中示蹤顆粒的自轉(zhuǎn)速度最高達(dá)14.79 rad/s。增加Q和hc對(duì)脫附效率的提升具有促進(jìn)作用。在含愈創(chuàng)木酚或十六烷的催化劑中,隨著hc的增加,油相附著物的含量下降,脫除效率增... 

【文章來源】：華東理工大學(xué)上海市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２旋流器中速度場(chǎng)分布??Ｆｉｇ．?１．２?Ｔｈｅ?ｖｅｌｏｃｉｔｙ?ｆｉｅｌｄ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｃｙｃｌｏｎｅ??

使旋流器達(dá)到高效分離與活化的效果，??實(shí)現(xiàn)沸騰床反應(yīng)器裝備技術(shù)的革新。??１．７研宄內(nèi)容??內(nèi)置旋流器結(jié)構(gòu)參數(shù)??湍流動(dòng)力學(xué)??１????｜?顆ｙ運(yùn)，學(xué)?丨?｜?—??數(shù)學(xué)模型?旋流場(chǎng)ＣＦＤ模擬?髙速攝像實(shí)驗(yàn)?催化劑活化實(shí)驗(yàn)??推導(dǎo)旋流場(chǎng)中於：＇?速度場(chǎng)分布?於研宄旋流器分於丨驗(yàn)證顆粒旋流自??：顆粒自轉(zhuǎn)纏Ｙ?猶嫌跡?Ｙ?Ｕ轉(zhuǎn)＿化劑活性??ｆ合禺心力模型?分離效率?自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)?ｊ的提升??▲?????Ｉ??驗(yàn)延ｆ?Ｉ??結(jié)構(gòu)優(yōu)化??圖１．３研宄內(nèi)容??Ｆｉｇ．?１．３?Ｒｅｓｅａｒｃｈ?ｃｏｎｔｅｎｔ??開發(fā)一種適用于沸騰床的內(nèi)置旋流分離器，借助催化劑在旋流器中產(chǎn)生的公轉(zhuǎn)與自??轉(zhuǎn)的耦合，在反應(yīng)器內(nèi)完成吸附在催化劑上的結(jié)焦前驅(qū)物的脫除，從而在反應(yīng)器內(nèi)部實(shí)??現(xiàn)再生活化，增長(zhǎng)催化劑的使用時(shí)間，提高沸騰床運(yùn)行時(shí)間，并同時(shí)實(shí)現(xiàn)催化劑的高效??分離。如圖１．３所示，通過催化劑自轉(zhuǎn)活化實(shí)驗(yàn)、ＣＴＤ數(shù)值模擬、高速攝像測(cè)試手段研??究旋流場(chǎng)對(duì)催化劑旋流自轉(zhuǎn)活化的作用機(jī)制，提升自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)耦合對(duì)旋流場(chǎng)中顆粒孔道??及表面石油類物質(zhì)的遷移的影響的認(rèn)知；同時(shí)研宄操作參數(shù)和作為分離內(nèi)構(gòu)件的溢流管??結(jié)構(gòu)對(duì)于旋流場(chǎng)的流場(chǎng)特性的構(gòu)－效關(guān)系，提升對(duì)旋流分離內(nèi)件中連續(xù)相和分散相運(yùn)動(dòng)??

華東理工大學(xué)碩士學(xué)位論文?第１５頁??ａ?ＪＥａｚＥＡ?（２？５）??＊?４（ｒｖ?＋?＾）?＾?Ｊ??＂，??—??圖２．１流場(chǎng)中微型球體的自轉(zhuǎn)分析??Ｆｉｇ．?２．１?Ａｎａｌｙｓｉｓ?ｏｆ?ｓｅｌｆ－ｒｏｔａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅ?ｉｎ?ｆｌｏｗ??當(dāng)球體的直徑較小，即小于最小流體微球時(shí)，可將微型球體視為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，由此可??以得到非旋流場(chǎng)中的微型球體的自轉(zhuǎn)速度公式下式：??ｚ?４（ｒ＋Ｊ）?２ｄ｛２ｒｓ）?２?１?｝??式（２－６）中，Ｖ代表流體在微球所在位置處的速度梯度。??從式（２－５）和（２－６）可以得知，微型粒子的自轉(zhuǎn)速率與其所在區(qū)域的速度梯度成正比。??而在旋流場(chǎng)中，微型球體主要由于流體切向速度不均勻而產(chǎn)生自轉(zhuǎn)，而切向速度主要沿??旋流器的徑向變化，即球體的自轉(zhuǎn)速率與切速度在半徑上的變化成正比。旋流器中切速??度的梯度較大區(qū)域?yàn)檫吔鐚印??２．２旋流場(chǎng)中顆粒自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)間的關(guān)系??目前，學(xué)者通過研究發(fā)現(xiàn)旋流器中切速度％的經(jīng)驗(yàn)公式：??Ｕｇ?＝?ＯＵ?（，－）＇＇?（２－７）??ｒ??Ｕ，＂：?ｃｐｌ｝ＲｎＨ?（２＿８）??其中，０代表速度降低系數(shù)，ｔ／代表旋流器入口處的流體均速，〃代表經(jīng)驗(yàn)指數(shù)。??流場(chǎng)為自由渦或強(qiáng)制渦時(shí)，《分別取值１和－１。??而相比于線速度，角速度更能代表某一平面上的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律，因此將各點(diǎn)的切向??

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3352358