双层格栅对工业MTO反应器流动特性影响的MP-PIC模拟

摘要

某工业甲醇制烯烃装置的反应器是一个密相段直径为10 m、底部采用板式气体分布器、内置两层网状格栅内构件的大型湍动流化床反应器，利用MP-PIC（multi-phase particle-in-cell）方法对该反应器进行等比例气固流动特性的数值模拟，模拟中考虑颗粒分配器、格栅、旋风分离器组等主要的内部构件，以工业数据作为模拟工艺参数，考察反应器中两层网状格栅的作用。结果表明：模拟得到的床层平均密度与实际工业数据总体吻合良好，安装两层网状格栅提升了密相床层高度，使密相床层平均密度下降了112 kg/m³,这对应着密相床层流化质量与气固接触效率的改善；网状格栅可以有效限制床中大气泡产生，使得格栅上方密相颗粒分布更加均匀，气固混合更加充分，同时还能大幅度抑制反应器密相区颗粒的轴向返混。

关键词

甲醇制烯烃 / 反应器 / 流化床 / 格栅 / MP-PIC方法 / 模拟