對(duì)負(fù)壓差下立管-翼閥系統(tǒng)的氣固流動(dòng)特性進(jìn)行了理論分析, 并系統(tǒng)地考察了翼閥結(jié)構(gòu)、操作條件、顆粒物性等對(duì)立管-翼閥系統(tǒng)中氣固兩相流動(dòng)的影響, 得到了穩(wěn)定操作狀態(tài)下料腿中料封高度的計(jì)算式。

立管-翼閥系統(tǒng)是顆粒循環(huán)和顆粒回收系統(tǒng)中的重要組成部分, 廣泛應(yīng)用于煉油、石油化工、發(fā)電等領(lǐng)域。在煉油催化裂化裝置中, 立管-翼閥系統(tǒng)設(shè)計(jì)為旋風(fēng)分離器的料腿。工作時(shí)將料腿置于高溫流化床中, 要求在負(fù)壓差下操作時(shí)保證顆粒物料( 催化劑) 從低壓區(qū)流向高壓區(qū), 在立管內(nèi)維持一定的料封高度,翼閥維持一定的開度, 保持連續(xù)穩(wěn)定地排料, 不會(huì)產(chǎn)生物料堵塞或立管被吹通, 即立管內(nèi)完全是密相或稀相狀態(tài), 從而實(shí)現(xiàn)催化劑在系統(tǒng)內(nèi)的穩(wěn)定循環(huán)流動(dòng)。立管中固體顆粒的流動(dòng)狀態(tài)對(duì)裝置操作的穩(wěn)定性、負(fù)荷調(diào)節(jié)、溫度控制, 以至產(chǎn)品的產(chǎn)率和質(zhì)量[ 1～3]有重大的影響。立管-翼閥系統(tǒng)的穩(wěn)定操作受結(jié)構(gòu)參數(shù)、固體流率、系統(tǒng)中松動(dòng)氣量、竄氣量等多種因素的影響。有關(guān)立管-翼閥系統(tǒng)的深入研究, 迄今除Leung的研究 [ 1、2、4] 以外, 其它的報(bào)道不多 [ 5] 。

本課題中用散體力學(xué)和多相流體力學(xué)原理對(duì)立管-翼閥系統(tǒng)內(nèi)氣固兩相的流動(dòng)特性進(jìn)行了分析, 探討其穩(wěn)定工作的機(jī)理與條件。在內(nèi)徑 57 mm、高 3420 mm、配有3 種翼閥結(jié)構(gòu)的立管-翼閥實(shí)驗(yàn)裝置上, 以Y-15型 FCC 催化劑、平衡催化劑和 PVC 顆粒為試料, 在負(fù)壓差為 0～- 9. 8 kPa 的條件下進(jìn)行試驗(yàn), 由計(jì)算機(jī)自動(dòng)記錄壓差的變化, 觀察并測(cè)定料封高度。在實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的基礎(chǔ)上, 通過對(duì)立管-翼閥系統(tǒng)內(nèi)顆粒流動(dòng)的質(zhì)量守恒和動(dòng)量守恒分析, 建立表達(dá)系統(tǒng)穩(wěn)定操作的數(shù)學(xué)模型, 為立管-翼閥系統(tǒng)的穩(wěn)定操作和設(shè)計(jì)提供參考。