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《FCC顆粒湍動床氣固流動混合特性模擬研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術論文-天天文庫。
1、中圖分類號：TE624單位代碼：11414學號：2014213077題目FCC顆粒湍動床氣固流動混合特性模擬研究學科專業(yè)化學工程與技術研究方向油氣加工工藝與工程碩士生和寧寧指導教師藍興英教授二○一七年五月摘要摘要催化裂化再生器內(nèi)燒焦再生反應決定著整個裝置的生產(chǎn)能力與熱平衡,因此正確理解再生器內(nèi)燒焦過程具有重要意義。而燒焦再生在很大程度上受床層內(nèi)氣固流動狀況的影響，所以對再生器內(nèi)氣固流動過程的準確描述至關重要?；诖蠖鄶?shù)再生器內(nèi)氣固流動在湍動床操作范圍內(nèi)，本文以湍動床為研究對象，建立了準確預測湍動床流動特性的曳力模型，并選擇合適的幾何模型，對
2、床層內(nèi)流動與混合特性進行深入分析，進一步將建立的模型與分析方法應用到工業(yè)再生器中。曳力模型是描述氣固間相互作用的重要參數(shù)，采用之前文獻提出的團聚物修正分段曳力模型對不同工況進行了模擬研究，由于此模型對顆粒聚團當量直徑取為定值，因此不能較好地應用于不同模擬工況中。為此，考慮到顆粒聚團隨著顆粒物性與操作條件的變化而變化，本文重新對密相區(qū)顆粒聚團當量直徑進行求解，并結合分段曳力模型，提出了基于顆粒聚團修正的新曳力模型。將模型用于不同工況的數(shù)值模擬，結果表明，本文建立的曳力模型能夠更好地預測湍動床內(nèi)的流動特性；進一步將該模型推廣應用到模擬含有B類顆
3、粒的工況，同樣得到了較好的模擬結果，再次驗證了模型的準確性與適用性。然后，基于上述建立的曳力模型，對湍動床分別采用2D、2.5D和3D幾何模型進行模擬計算，結果表明，相比于2D幾何模型，2.5D模擬能夠更好地預測床層壁面區(qū)域的氣固流動特性，而且在計算速度上相比于3D模擬得到了很大提高，說明可采用2.5D幾何模型對湍動床裝置進行模擬分析?；谀M計算結果，深入分析了湍動床氣固流動與混合特性。模擬結果表明，湍動床中存在稀密共存的兩相流動特征；固含率呈現(xiàn)中心區(qū)域稀、邊壁區(qū)域濃的環(huán)核分布；在壁面處顆粒向下運動，而在中心區(qū)向上運動；床層頂部脈動程度高
4、于床層底部。氣固混合特性表明，雷諾應力與擴散系數(shù)都具有軸向大于徑向、氣相大于顆粒相的規(guī)律；床層內(nèi)顆粒聚團和氣泡脈動產(chǎn)生的顆粒溫度遠高于由單顆粒脈動產(chǎn)生的顆粒溫度，并且呈現(xiàn)中間溫度高、邊壁溫度低的分布趨勢。最后，將所建立的氣固湍動床流動的模擬方法，拓展運用到工業(yè)再生器的模擬分析，進一步檢驗了本研究建立的FCC顆粒氣固流動模型對于工業(yè)再生器的適用性。關鍵詞：再生器；湍動床；曳力模型；氣固流動、混合特性-II-ABSTRACTSimulationofGas-SolidsFlowandMixingoftheTurbulentFluidizedBed
5、ofFCCParticlesABSTRACTRegeneratorisanimportantdeviceoftheFluidCatalyticCracking(FCC)unit.BurningorregenerationreactionsdeterminetheproductioncapacityandtheheatbalanceofthewholeFCCunit.Therefore,itisimportanttocorrectlyunderstandtheburningprocessintheregenerator.Considering
6、thattheburningprocessislargelyinfluencedbythegas-solidsflowintheregenerator,itisimportanttoaccuratelydescribethegas-solidsflowandmixingcharacteristicsintheregenerator.Atpresent,thegas-solidsflowbehaviorofmostregeneratorsbelongstotheturbulentfluidization,therefore,thegas-so
7、lidsflowhydrodynamicsoftheturbulentbedcanbecomprehensivelyandthoroughlyinvestigatedwithcomputationalfluiddynamics(CFD)modelingbyestablishingdragmodelandselectingappropriategeometricmodelapproach.TheCFDmodelwasfurtherappliedtothestudyofanindustrialregenerator.Theinterphased
8、ragmodelisacriticalparametertodescribetheinteractionsbetweengasandsolidsintheCFDsimulatio
