环流预汽提组合旋流快分系统的流动特性及结构优化研究_梁昌平_9787560673752

本书对环流预汽提组合旋流快分（CSVQS）系统的流动特性及结构优化进行了深入研究。首先, 基于工业催化裂化过程, 建立了一套大型冷模实验装置, 通过研究得到了不同操作条件下气相流场的分布规律和CSVQS系统的床层压降与分离效率; 随后, 建立了无颗粒时CSVQS系统的计算流体动力学模型, 得到了无颗粒时CSVQS系统喷出段、分离段、引出段和沉降段的气相流场分布, 同时还深入研究了操作条件对CSVQS系统气相流场的影响规律; 基于上述实验研究, 建立了有颗粒时CSVQS系统的计算模型, 获得了颗粒流动轨迹、气相速度场、气相压力场和入口颗粒浓度对气相流场的影响, 研究了有、无颗粒时CSVQS系统的气相湍动特性; 最后, 采用数值模拟方法对CSVQS系统的封闭罩结构尺寸、环流预汽提段结构等进行了优化研究。
本书注重理论、贴近实际, 有较强的技术性和实用性, 可供从事炼油行业科学研究、技术开发、运行管理的科技工作者和设备操作人员或高等院校师生参考。

本书具有以下4个创新点：
（1）针对密相环流预汽提器与新型旋流快分的优良特性, 在SVQS系统的基础上耦合了环流预汽提段, 构建了一种新型提升管出口旋流快分系统CSVQS系统; 首次突破了现有研究仅单项采用快分技术或环流反应器的技术局限, 将为解决催化裂化生产中高效预汽提、减轻结焦等技术难题提供可行方案；通过冷模实验的方法对CSVQS系统内部的气相流场、分离效率和压降进行了测量。 CSVQS系统能够有效实现气固高效分离, 无论是操作稳定性还是操作弹性都较佳, 最高分离效率可达99.93%, 高于SVQS系统的最高分离效率（97.12%）, 且快分压降分布更加合理。
（2）采用数值模拟方法获得了无颗粒时CSVQS系统的气相流动特性, 更准确地确定出了喷出段、分离段、引出段、沉降段的气相流场分布情况。由于受到实验条件的限制, 以往的提升管出口旋流快分系统气相流场的实验研究都是在常温、常压下开展的, 而模拟研究也通常都是围绕着常温、常压条件, 没有考虑到流场会受到温度、压力变化等因素的影响。鉴于此, 通过数值模拟的方法给出了操作温度、操作压力对气相流场的影响规律。
（3）对有颗粒时CSVQS系统的气相流动特性进行了详细的模拟研究, 分析了颗粒流动轨迹、有颗粒时的气相速度场、有颗粒时的气相压力场, 以及入口颗粒浓度对气相流场的影响。此外, 针对CSVQS系统较为复杂的三维强旋湍流场结构, 分别从有颗粒和无颗粒两个角度对其气相湍动特性进行了研究。
（4）模拟研究了封闭罩环形空间面积与旋流头喷口面积之比(即S值)、封闭罩下端结构形式和结构尺寸等对CSVQS系统内气相流场、气体停留时间、分离效率等的影响规律。此外, 还模拟研究了环流预汽提段内的颗粒流动情况, 对气体分布器位置与导流筒高度进行了结构优化, 并对优化结果进行了数值验证。

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