FCC催化剂固体流量测量研究

论文摘要

在自行设计的透明循环流化床装置的提升管内,安装了自制的传热探头。以FCC平衡催化剂、河沙和空气作为流化介质,研究了FCC催化剂固体流量与传热探头之间的对流传热影响因素。固体流量是用安装在提升管出口处带刻度的测量筒中进行测量的。实验考察了固相流率对探头径向距离温度的影响;探头加热功率、FCC平衡催化剂、河沙粒径对探头表面温度径向影响距离;分别在密相输送和稀相输送中,考察探头加热功率、固相流率、床层密度、河沙粒径对探头表面温度以及传热系数的影响;根据因次分析理论、热平衡理论以及实验结果确定的一系列的合理假设,建立固相流量测量数学模型,并对其进行求解。实验结果表明,在固相流率较小时,探头径向上存在温度影响区域,当固相流率增大时,探头温度影响径向区域消失;河沙粒径、探头加热功率对探头径向温度分布的影响非常小;提升管内没有固体流过时,提升风速几乎对探头表面温度以及传热系数没有影响;在稀相输送中,传热系数随探头加热功率、固相流率、床层密度的增大而增大,随河沙粒径的增大而减小;探头表面温度随固相流率、床层密度的增大而减小,随河沙粒径和探头加热功率的增大而增大。在密相输送中,传热系数随探头加热功率、固相流率、床层密度的增大而增大,随河沙粒径的增大而减小;探头表面温度随固相流率、床层密度的增大而减小,随河沙粒径和探头加热功率的增大而增大。催化裂化平衡催化剂的传热系数大于河沙的传热系数;探头表面温度随着介质的不同而不同,用催化裂化平衡催化剂时低于河沙。建立的固相流量测量数学模型的计算值和实验值吻合良好,最大误差不超过10%。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 创新点摘要
• 前言
• 第一章 文献综述
• 1.1 课题的研究背景
• 1.2 气固两相流固体流量测量面临的难题
• 1.3 气固两相流固体流量测量技术
• 1.3.1 差压式流量计
• 1.3.2 软测量技术
• 1.3.3 流动层析成像技术
• 1.3.4 其它测量方法
• 1.4 发展趋势
• 第二章 实验部分
• 2.1 实验原理
• 2.2 实验原料
• 2.2.1 流化气体
• 2.2.2 流化颗粒
• 2.3 实验设备
• 2.3.1 实验装置
• 2.3.2 实验装置与流程
• 2.3.3 探头
• 2.3.4 固体流量测量筒
• 2.4 实验参数测量
• 2.4.1 固体流量
• 2.4.2 探头加热功率
• 2.4.3 输送提升管流化床的床层密度
• 2.4.4 固体颗粒的堆积密度
• 2.4.5 探头表面温度的测量
• 2.5.6 传热系数
• 2.5.7 河沙粒径
• 2.5.8 河沙比热的测量
• 第三章 实验结果与讨论
• 3.1 流体径向温度的考察
• 3.1.1 固相流率对探头径向温度的影响
• 3.1.2 河沙粒径对探头径向温度的影响
• 3.1.3 探头加热功率对探头径向温度分布的影响
• 3.2 稀相输送的研究
• 3.2.1 提升风风速的影响
• 3.2.2 固相流率的影响
• 3.2.3 床层密度的影响
• 3.2.4 探头加热功率的影响
• 3.2.5 河沙粒径的影响
• 3.3 密相输送的研究
• 3.3.1 固相流率的影响
• 3.3.2 床层密度的影响
• 3.3.3 探头加热功率的影响
• 3.3.4 河沙粒径的影响
• 3.4 稀相输送研究与密相输送研究的对比
• 3.4.1 床层密度的对比
• 3.4.2 固相流率的对比
• 第四章 FCC 催化剂固相流量测量模型
• 4.1 FCC 催化剂固相流量测量数学模型的建立
• 4.1.1 模型假设
• 4.2 固相流率的无量纲分析及推导
• 4.3 模型求解与检验
• 4.3.1 稀相输送模型的求解
• 4.3.2 稀相输送模型检验
• 4.3.3 密相输送模型求解
• 4.3.4 密相输送模型检验
• 结论
• 参考文献
• 符号说明
• 附录
• 发表文章目录
• 致谢
• 详细摘要