U形管式流化床中下行段颗粒流动特性研究

摘要

为解决煤热解过程中因荒煤气冷却冷凝造成的管道堵塞和废水处理难题，提出将煤热解炉释放的高温荒煤气直接进行催化裂化，使其中的稠环化合物转化为低沸点的单环化合物，并采用U形管式气固流化床作为裂化转化反应器。为研究该反应器内的颗粒流动特性，设计并搭建了冷模实验装置，在较低床层密度条件下，测定了下行段和上行段的轴向压力分布，并考察了颗粒循环量和空塔气速对下行段轴向与径向颗粒浓度(即颗粒加和总体积占反应器体积的比例)及颗粒速度分布的影响。结果表明：下行段轴向压力自上而下逐渐增大，上行段则呈相反趋势；下行段轴向颗粒浓度先升高后平缓，且整体高于相同操作条件下的独立下行流化床；轴向颗粒速度沿流向逐渐降低；径向颗粒浓度分布呈现“密环”结构，颗粒速度在边壁处呈现下降的趋势。初步揭示了U形管式流化床的颗粒流体动力学特性，对后续的实验研究和反应器工程放大具有参考价值。

关键词

多相流反应工程 / 荒煤气 / 流化床 / 压力 / 颗粒浓度 / 颗粒速度