稠密气固两相流各向异性颗粒相矩方法

基于气体分子动力学和颗粒动理学方法,考虑颗粒速度脉动各向异性,建立颗粒相二阶矩模型.应用初等输运理论,对三阶关联项进行模化和封闭.考虑颗粒与壁面之间的能量传递和交换,建立颗粒相边界条件模型.采用Koch等计算方法模拟气固脉动速度关联矩.考虑气体-颗粒间相互作用,建立稠密气体-颗粒流动模型.数值模拟提升管内气固两相流动特性,模拟结果表明提升管内颗粒相湍流脉动具有明显的各向异性.预测颗粒速度、浓度和颗粒脉动速度二阶矩与Tartan等实测结果相吻合.模拟结果表明轴向颗粒速度脉动强度约为平均颗粒相脉动强度的1.5倍,轴向颗粒脉动能大约是径向颗粒脉动能3.0倍.     

基于聚类算法的提升管内颗粒聚团演化行为研究

本文基于K-means聚类算法对提升管内瞬时颗粒分布图进行图像分割,捕捉颗粒聚团的内部结构及演化过程,并结合聚团区域灰度直方图和分布图研究了有核聚团、颗粒云团以及提升管不同区域聚团演化特性.研究发现当固含率较高时,聚团内部形成致密的核心,且这些聚团相对比较稳定,它们由聚团核心及其周围的颗粒云组成,而在固含率较低时,聚团...     

重油催化裂解多产乙烯丙烯催化剂的研究

采用半合成法制备了不同金属改性的ZSM-5分子筛催化剂,以大庆VGO为原料,在固定床微型反应装置上对不同金属改性催化剂进行裂解生产低碳烯烃效果的评价,筛选出生产乙烯、丙烯性能较好的银+镧双金属改性催化剂,采用喷雾干燥的方法成型,并在800℃、100%水蒸气下老化处理4h。该催化剂在两段提升管实验装置上,以大庆AR为原料的评价结果表明,乙烯和丙烯收率可分别达到9.5%和24.9%;若考虑C4组分回炼,乙烯和丙烯收率可分别达到13.0%和29.9%。     

Modeling and simulation of circulating fluidized bed reactors applied to a carbonation/calcination loop

A fluid dynamic model for a gas-solid circulating fluidized bed （CFB） designed using two coupled riser reactors is developed and implemented numerically with code programmed in Matlab. The fluid dynamic model contains heat and species mass balances to calculate temperatures and compositions for a carbonation/calcination loop process. Because of the high computational costs required to resolve the three-dimensional phenomena, a model representing a trade-offbetween computational time requirements and accuracy is developed. For dynamic processes with a solid flux between the two reactor units that depends on the fluid dynamics of both risers, a dynamic one-dimensional two-fluid model is sufficient. A two-fluid model using the constant particle viscosity closure for the stress term is used for the solid phase, and an algebraic turbulence model is applied to the gas phase. The numerical model implementa- tion is based on the finite volume method with a staggered grid scheme. The exchange of solids between the reactor units constituting the circulating fluidized bed （solid flux） is implemented through additional mass source/sink terms in the continuity equations of the two phases, For model validation, a relevant experimental analysis provided in the literature is reproduced by the numerical simulations, The numerical analysis indicates that sufficient heat integration between the two reactor units is important for the performance of the circulating fluidized bed system, The two-fluid model performs fairly well for this chemical process operated in a CFB designed as two coupled riser reactors. Further analysis and optimization of the solution algorithms and the reactor coupling strategy is warranted.     

提升管内稠密气粒两相流动大涡模拟

本文采用双流体模型,引入颗粒动力学理论,对提升管内的稠密气粒两相流动进行了大涡模拟。采用改进的分步投影法对滤波后的方程进行显式求解,小尺度量采用Smagorinsky亚格子模式模拟。模拟结果给出的颗粒相速度分布、浓度分布与实验值基本吻合,气固两相存在速度滑移。模拟结果合理预报出了提升管内的环-核流动结构。     

双大涡模拟方法模拟提升管内气固两相流动

基于Smagorinsky涡黏模型以及颗粒动理学理论,建立了气固两相流双大涡模拟模型。考虑大涡模拟中过滤尺度的影响,给出颗粒相亚格子压力和热传导系数计算模型。考虑颗粒聚团对两相作用的影响,给出了考虑颗粒聚团作用的气固两相多尺度曳力系数模型。数值模拟了提升管内气固两相流动特性,合理地预测出了提升管内气固两相环-核流动结构。模拟结果与Knowlton等实测结果相吻合。     

高密度CFB提升管内气固两相曳力修正模型及冷态实验验证

通过实验和模拟方法考察了高气速,高固体通量循环流化床提升管内B类颗粒的流动情况.根据EMMS(energyminimization multi-scale)理论提出了改进的曳力修正表达式,同时与传统的曳力模型如Gidaspow,O'Brien-Syamlal,Koch-Hill-Ladd的计算结果进行了比较.结果表明:使用本文提出的修正曳力模型的计算模拟结果与实验值得到了较好的吻合.     

我国催化裂化工艺技术进展

自我国第一套流化催化裂化装置于1965年实现工业化以来,先后开发出沸石催化剂-提升管催化裂化、渣油催化裂化、催化裂解、变径串联提升管催化裂化和正在开发的高选择性催化裂化;经历了催化裂化装置从无到有,技术水平由低到高,装置规模和加工能力从小到大,研究思路从跟踪模仿到自主创新,取得了巨大的成就,已跻身国际先进水平.到目前为止,全国催化裂化装置总加工能力已达到近150 Mt/a,其中渣油占催化裂化总进料约40%,所生产的汽油和柴油组分分别占全国汽油和柴油成品总量的70%和30%左右,所生产的丙烯量约占全国丙烯总产量的40%.同时,此催化裂化装置还可为烷基化装置和醚化装置提供原料.这些成果对我国炼油行业加工重质原料、提高轻质油收率和改善产品质量,进而提高经济效益起着举足轻重的作用.