一、下行床弧面气固快速分离器内的颗粒运动（论文文献综述）
张宝平[1]（2021）在《旋风式热解反应器中气固流动特性的CFD-DEM模拟研究》文中认为当前,煤炭资源仍然是我国储量最多的一次能源,实现其高效、充分的利用将在我国社会、经济发展的过程中占据举足轻重的地位。而我国煤炭资源中又以低阶煤为主,因而低阶煤的高效清洁利用成为学术界重点研究的方向之一。在此背景下,学者们提出的燃烧-热解-气化多过程耦合工艺路线在实现煤炭梯级高效利用的过程中受到越来越多的关注,其中三塔式循环流化床（TBCFB）技术是典型的多联产工艺之一。但该工艺中颗粒循环经历路径较长,实现颗粒高通量循环难度较大,且多设备的协调较复杂,进一步增加了系统运行的成本。因此本文提出了旋风式热解反应器代替传统下行床反应器和分离器的设计理念。目的是减少三塔式循环流化床的设备数,降低循环系统高度,实现低通量条件下颗粒的浓集,强化循环载热颗粒与煤颗粒的传热,在热解反应过程中实现产物和热解气的分离,进而解决热解产物尘量大的问题。本文利用CFD-DEM耦合方法对旋风式热解反应器进行气固流动模拟,探索旋风式热解反应器作为热解器所具备的特性,并对模拟结果进行了分析,讨论了旋风式热解反应器中气固流动方面具有的特点。论文主要内容的结果如下:（1）颗粒的增浓特性与近似平推流特性:通过不同颗粒通量下的颗粒分布图可以看出,随着颗粒通量的提高,颗粒分布方式由边壁的均匀分布、局部浓集向螺旋颗粒带转变。在通量90 kg/（m2·s）下形成明显的螺旋颗粒带,统计其区域内的颗粒固含率可以发现螺旋颗粒带能有效提高颗粒固含率（达到0.3以上）,实现低通量条件下的颗粒增浓。通过分析颗粒停留时间以及颗粒总速度的周向和轴向分布可以看出,颗粒停留时间较窄,颗粒带上速度分布较均一,呈现出近似平推流运动的特点。（2）气固分离特性:通过反应器中气相流场的压力云图、气相切向速度和气相轴向速度可以看出,在形成颗粒带后,反应器中无明显的低压区。颗粒对气相阻碍较大,导致气相切向速度减小程度较大,轴向下行速度也越来越小,气相有效分离空间不断减小。（3）混合特性与传热:通过双入口结构在不同气速下的二元颗粒混合指数可以看出,入口气速增加有利于二元颗粒的混合,且螺旋颗粒带上二元颗粒混合较好。通过不同气速下的二元颗粒传热特性可以看出,在气速较高的情况下入口区附近颗粒混合好,传热特性好。因此增加气速虽不能提高旋风式热解反应器的分离能力,但气速增大对入口区的颗粒混合特性和传热是有利的。
常宇航[2]（2020）在《基于压力信号的循环流化床多尺度特性研究》文中研究说明压力波动已被证明与气固多尺度结构的动态行为密切相关,因此采用适当的分析方法从压力波动中提取关键特征信息,有助于理解循环流化床的多尺度动力学。为了充分认识循环流化床内的气固多尺度特性,本文使用一套综合型循环流化床冷模实验平台,在提升管Ug=5-9 m/s、Gs=100-800 kg/m2s和下行床Ug=1-9 m/s、Gs=100-1000 kg/m2s高密度操作范围内,详细研究了采样频率对压力波动特征的影响并确定了合适的采样频率。从实验角度分别模拟出仅体现宏观（介观、微观）尺度特性的操作条件,明确了引起相对应压力信号波动的主要频段,并以此作为压力波动多尺度分解的依据。进一步通过比较分解信号的动力特性差异识别了循环流化床内的多尺度结构,从频域上定量获得代表气固各尺度特性的压力信号并研究了气固多尺度结构的流动特性,最后对比分析了提升管与下行床在相同条件下气固多尺度流动特性的异同之处。提升管和下行床内压力信号的时域波动特性与采样频率fs密切相关。当fs较低时,压力波动较为缓慢。随着fs的增大,波动曲线中低频缓慢波动和高频急促波动并存,显示出压力波动是由多种气固动态行为引起的。进而对不同频域内压力波动特征进行研究发现,不同fs下压力低频成分（f<5 Hz）均表现出波浪形的周期性波动特点。而随着fs的增加,压力高频成分（f>5 Hz）逐渐能够完全反映气固介微观尺度下的行为,因此波动程度变大,提升管内压力高频成分的标准偏差Sd从10 Pa增加到30 Pa,而下行床内压力高频成分Sd则从20 Pa增至31 Pa。而且压力高频成分的波动曲线愈发密集嘈杂,表明fs对压力高频成分复杂程度产生了影响。最后利用近似熵对压力高频成分进行了复杂性分析。当fs=50-400 Hz时,提升管和下行床内压力高频成分近似熵均逐渐减小,而fs=400-1000 Hz时,压力高频成分近似熵则保持恒定,表明fs=400 Hz时压力高频成分可以完全反映出微观尺度行为的动力学特征,且可能受噪声的影响最小。因此确定压力信号合适的fs为400 Hz。从实验角度证明了气固多尺度结构确实能够分别引起压力不同频段的波动。当床层内只存在宏观气体流动时,压力功率谱在f<1 Hz的幅值较高,说明低频波动是引起宏观压力波动的主要因素。具有毫米级特征粒径的煤球渣颗粒在下行管中因运动、碰撞等行为使得压力功率谱在2-10 Hz内均出现多个峰值,因此由于介观尺度特性引起的压力波动集中在中频部分。弥散颗粒在下行管中相互碰撞对气体产生了扰动,使压力功率谱在50-200 Hz内出现多个宽谱峰值,因此由于微观尺度特性引起的压力波动主要集中在高频部分。上述结果为循环流化床内气固多尺度结构在压力信号频域上的量化提供了可靠的评价标准。进一步通过小波分析和递归分析对循环流化床中压力波动进行9尺度分解,通过表征和比较小波分解信号的动态特征识别了多尺度结构:1-2尺度细节信号（50-200 Hz）反映了气固微尺度特性,3-6尺度细节信号（3.125-50 Hz）反映了气固介尺度特性,7-9尺度细节信号和9尺度近似信号（0-3.125 Hz）反映了气固宏尺度特性。然后将子信号重构获得了宏观、介观、微观尺度的压力信号。通过宏观、介观、微观尺度压力信号的能量考察了提升管内气固多尺度结构的轴向分布特性及操作条件的影响情况。气固多尺度结构的轴向分布特性与颗粒浓度密切相关。颗粒浓度随轴向位置的增加逐渐减小,宏观颗粒浓度脉动程度、颗粒聚团破碎与聚并的强度、弥散颗粒碰撞剧烈程度沿轴向逐渐变低,提升管底部区域宏观、介观、微观尺度信号能量最高分别可达290488、1191、18577 Pa2,并沿轴向逐渐衰减。在高密度条件下,多尺度压力信号能量沿提升管轴向的分布形式发生了变化,气固多尺度行为也变得更加剧烈。Gs的增大或Ug的减小都将使颗粒浓度升高,此时轴向高度14.06 m处的宏尺度信号能量涨幅最高可达2290%,宏观颗粒浓度脉动能力大幅增强;介尺度信号能量涨幅最高可达2366%,颗粒聚团破碎与聚并强度更大;微尺度信号能量涨幅最高可达1973%,颗粒接触机会增加造成颗粒碰撞等行为愈发剧烈。下行床多尺度压力信号能量沿轴向呈现出指数型或“C型”的分布特点。宏观、介观尺度信号能量随Gs增加而增大,轴向高度3.58 m处的能量涨幅最高分别可达5458、1846%。随Ug增加的变化趋势在不同Gs下存在差异,宏尺度信号能量在Gs<500 kg/m2s时随Ug的增加而升高,而在Gs≥500 kg/m2s时随Ug的增加而降低。介尺度信号能量在Gs≤600 kg/m2s时随Ug的增加而增加,而在Gs≥800 kg/m2s时随Ug的增加而减少。微尺度信号能量则对Ug和Gs的变化并不敏感。对提升管与下行床气固多尺度结构的流动特性在相同条件下做了比较。当Gs=100-300 kg/m2s时,随着Ug的提高,下行床宏观颗粒浓度脉动能力与提升管逐渐接近,下行床颗粒聚团破碎/聚并的剧烈程度逐渐接近并超过提升管。就两个反应器的充分发展区而言,当Gs≤200 kg/m2s时,提升管和下行床内弥散颗粒碰撞等行为强度相当,而当Gs≥300 kg/m2s时,提升管内颗粒之间的碰撞更加剧烈。
周冠文[3]（2019）在《加压双流化床煤热解-半焦燃烧分级转化的实验及数值模拟》文中认为以煤热解半焦燃烧为核心的加压双流化床煤分级转化技术具有工艺设备简单、反应条件温和、能源转化率高、对环境友好等特点,可用于煤炭资源的高效清洁利用。然而目前对于双流化床煤热解及半焦燃烧过程复杂的流体动力学规律以及化学反应规律掌握不够,其加压热解特性、半焦燃烧特性、反应机理及热解与燃烧反应耦合机理尚不明确,因此该项技术在工业上的应用存在焦油、煤气产率低,污染物排放高等问题。这些问题的存在为加压双流化床煤分级转化的反应器设计、放大、优化以及操作参数的选择和调整增加了难度。本文提出了一种流化床燃烧反应器和喷动流化床煤低温快速热解反应器耦合的加压双流化床煤分级转化装置,并在此基础上开展双流化床中加压煤热解及半焦燃烧特性研究。首先选取了三种煤,对比了不同煤种和半焦的基础物性,并对实验原料进行了分析与评价,依据着火点、粘结性指数、含油量、煤岩成分和灰渣特性等评价指标,选定了黑龙沟煤作为本课题的原料煤。在此基础上,采用热重质谱联用和加压热重等方法分析了煤热解与半焦燃烧过程,研究了热解气体组分在煤裂解过程中的析出规律及半焦燃烧过程中的相关燃烧特性,并进一步地研究了压力范围为0.10.5MPa下煤加压热解及半焦加压燃烧反应动力学特性。建立了加压煤分级转化的机理实验系统,并以选定的黑龙沟煤为研究对象,开展了不同热解温度（500700℃）、压力（0.10.5MPa）、气氛（氮气与煤气）和粒径（03mm与06mm）下的加压煤分级转化机理实验。并利用煤气分析仪、烟气分析仪、气相色谱分析仪、气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）、N2吸附和扫描电镜（SEM）测试及X射线衍射分析仪研究了上述参数对加压煤分级转化过程的油气特性、半焦燃烧的污染物排放规律以及相关固体产物如半焦、灰渣等的表面形貌和组成结构特性的影响规律。通过实验研究,发现在煤气气氛下,加压有助于提高焦油和半焦的产量,同时提高焦油和煤气的品质,且随着压力的增加,CO和CO2排放量增多,NO和SO2的排放量减少。设计并搭建了给煤量为50kg/h的加压煤分级转化中试试验平台,研究了煤在不同温度、不同压力和不同粒径等条件下热解产物（焦油、燃气和半焦）的产率及成分,考察了半焦在不同温度、不同压力、不同一二次风配比及不同粒径下污染物排放等特性,并以中试试验装置为依据,基于多相流质点网格（MP-PIC）法建立了加压喷动流化床煤热解和带有提升管的加压流化床半焦燃烧过程的欧拉-拉格朗日三维数理模型。基于所建立的模型,开展了加压煤分级转化反应器数值放大研究。初步设计了煤处理量为50万吨/年的喷动流化床煤热解反应器和半焦燃烧反应器,通过结构参数的影响规律研究,确定了两个反应器的最终结构尺寸,并在此基础上,开展了操作参数的影响规律研究,考察了操作压力、半焦与煤的质量比、燃烧器初始床高和粒径分布等参数对反应器运行特性的影响,为加压煤分级转化技术的工业应用提供了指导性建议。
刘晋[4]（2019）在《高密度气固下行循环流化床内颗粒聚团特性研究》文中指出为了准确表征并研究下行床内气固流动特性尤其是颗粒聚团特性,本论文搭建了高度为5 m的二维下行循环流化床,在表观气速为1～7 m/s,颗粒循环量为100～700 kg/m2s的操作范围内,研究了下行床内平均颗粒浓度及平均颗粒速度的分布特性,在此基础上对下行床内颗粒聚团的时均及动态特性进行了详细探索,并系统考察了表观气速和颗粒循环速率对气固流动特性的影响规律。对下行床内尤其是高密度下行床内的气固宏观流动特性的研究表明,平均颗粒浓度及平均颗粒速度的轴向分布受入口结构的影响,气固流动不均匀。下行床轴向上,平均颗粒浓度分布呈现“顶部浓、底部稀”的特征。在下行床底部充分发展区,平均颗粒浓度约为0.7～10.9%,平均颗粒速度约为1.6～6.7 m/s;下行床横向截面上,平均颗粒浓度呈“中心低、边壁高”,平均颗粒速度则呈“中心高、边壁低”的分布特征。高密度操作条件下,平均颗粒浓度及平均颗粒速度分布不均匀性更大。对于操作条件的影响,平均颗粒浓度随表观气速的增大而减小,随颗粒循环量的增大而增大。平均颗粒速度随着表观气速增大而增大,但其随颗粒循环量的变化规律较为复杂。较小表观气速下（Ug≤3 m/s）,平均颗粒速度随颗粒循环量增大而增大;而较大表观气速下（Ug>3 m/s）,随颗粒循环量的增大,平均颗粒速度轴向分布变化幅度较小。这主要是因为较小表观气速下,气固间的作用力相对较弱,颗粒循环量的增加,使得颗粒形成聚团的几率增加,颗粒更多以颗粒聚团的形式通过下行床,导致整个轴向和横向的平均颗粒速度均增加。较大气速下气固作用较为强烈,增加颗粒循环量对颗粒聚团的形成影响不显着,颗粒的运动主要受表观气速影响,故平均颗粒速度变化不显着。基于以上研究,本论文进一步探讨了下行床内颗粒聚团特性及其随操作条件的变化趋势。颗粒聚团静态特征参数主要包括聚团固含率、聚团时间分数及聚团出现频率。主要研究结果表明,颗粒聚团固含率在轴向上呈“顶部浓、底部稀”的分布规律,这与下行床内平均颗粒浓度的轴向分布特性一致。在下行床底部充分发展区,颗粒聚团固含率为0.7～15.5%,颗粒聚团时间分数为30.3～40.4%,颗粒聚团出现频率在390～780 Hz之间。从横向分布来看,颗粒聚团固含率和时间分数呈“中心低、边壁高”的分布趋势,而颗粒聚团出现频率呈“中心高、边壁低”的分布特征。考察操作条件对颗粒聚团时均特性参数分布规律的影响可以发现,聚团固含率及聚团时间分数随操作条件的变化规律一致。二者随着表观气速的降低或颗粒循环量的增加而增加。对于聚团出现频率,其随表观气速的增加而增加。这主要是因为表观气速增加使得气固作用强度增加,颗粒聚团的形成和破碎频率随之增加。颗粒循环量对聚团出现频率的影响则在高低密度操作条件下略有不同。固定操作气速且颗粒循环量较小时（Gs≤300 kg/m2s）,随着颗粒循环量的增加,聚团出现频率在下行床入口处有所增加。入口处气固作用较为强烈,颗粒循环量增加,气固及固固接触概率和相互作用均得到加强。因此,入口处的聚团形成及破碎更加频繁,表现出较大的聚团出现频率。当颗粒循环量达到500 kg/m2s时,下行床内实现了高密度操作。高密度操作条件下,增加颗粒循环量强化了颗粒与颗粒之间的相互作用力,形成的颗粒聚团将更加稳定,故导致颗粒聚团破碎现象有所降低,聚团出现频率有所下降。颗粒聚团的动态参数主要为颗粒聚团速度,在聚团速度及聚团持续时间的基础上还可以计算得到聚团弦长。颗粒聚团速度约为3.6～7.5 m/s,略大于相同操作条件下的平均颗粒速度。操作条件对聚团速度沿下行床轴向与横向分布规律的影响与其对平均颗粒速度分布规律的影响基本一致。聚团的弦长约为1.6～3.3 mm,且聚团弦长随表观气速的减小或颗粒循环量的增大而增大。对比高低密度操作条件下的结果可以发现,低密度操作条件下,聚团弦长随表观气速变化更明显,变化范围从1.6～3.3 mm;高密度操作条件下,聚团弦长则集中在2.5～2.9 mm,且基本不随表观气速及颗粒循环量的变化而变化。本实验操作条件下,颗粒聚团持续时间约为0.30～0.98 ms。对于操作条件的影响,颗粒聚团持续时间随表观气速的增加而降低。低密度操作条件下,聚团持续时间随颗粒循环量的增加而增加。高密度操作条件下,持续时间随颗粒循环量的变化规律则受表观气速的影响。在较小表观气速（Ug=1 m/s）下,颗粒循环量由500 kg/m2s增加至700 kg/m2s时,颗粒聚团持续时间随之降低;而在较大表观气速（Ug=3 m/s）下,颗粒聚团持续时间则随颗粒循环量的增加而增加。
王成秀[5]（2014）在《循环流化床反应器的增浓—高密度提升管及下行床流体力学特性研究》文中研究说明催化裂化可以说是最重要的重质油轻质化转化过程,是炼厂经济效益的主要来源,在石油炼制工业中具有举足轻重的作用。目前,由于石油资源重质化、劣质化以及对环境友好燃料和低碳烯烃等化工原料需求的增加,催化裂化面临着严峻的挑战。为此,各大石油公司和研究机构对催化裂化工艺进行了深入研究。高温、高剂油比、适宜停留时间的高苛刻度操作条件以及平推流流型,可以强化重质、劣质原料的转化,提高乙烯、丙烯等低碳烯烃的收率和选择性并可以兼顾生产清洁汽油。传统的提升管反应器在实际生产中存在着固含率较低、催化剂停留时间分布不均匀等缺点,在高苛刻度下操作无法满足生产需求。因而,开发新型催化裂化反应器成为人们关注的热点。新型反应器内颗粒流率和颗粒浓度的均匀分布非常重要,这对于需要高的固/气进料比率和均匀的固气停留时间,尤其是对于涉及气固接触反应停留时间要求苛刻的过程至关重要。高密度循环流化床反应器具有较高的气固处理量、颗粒浓度、气固径向分布较为均匀、轴向返混小,能够满足以中间产物为目的产品的催化裂化,尤其是高温、适宜反应时间的重油催化裂化反应所需要的条件。在充分考虑到高密度循环流化床反应器的优点基础上,对实验室已有循环流化床冷模装置进行了改造,实现了实验室高密度提升管及下行床的操作。在改进的高密度循环流化床提升管及下行床冷模装置上,详细考察了二者的流体力学特性和操作特性,研究表明:实验室条件下颗粒循环量可以达到1000 kg/m2s,实现了提升管反应器的增浓。在高颗粒循环量（Gs）下,提升管内床层颗粒浓度可以高达0.22-0.32,并且,颗粒浓度的轴向分布比较均匀。然而,颗粒浓度的径向分布并不均匀,从中心到边壁呈单调上升趋势。当Gs>700 kg/m2s时,中心稀相区浓度高达0.05,且径向范围缩至r/R≈0-0.2,仅占整个横截面积的20%。因此,高密度提升管内颗粒浓度得到了增浓。此外,考察颗粒浓度的标准差和间歇性不均匀指数发现,高密度操作条件下,颗粒湍动程度加剧。强烈的颗粒湍动可以改善气固混合和接触,进而可以提高反应器性能。高密度提升管内颗粒速度的轴向发展可分为三个区域:底部分布板控制区、中部加速区以及上部恒速区。当Gs>700kg/m2s时,颗粒速度的轴向分布更加的均匀。这可以保证颗粒停留时间的均匀性,有利于提升管内化学反应的进行。此外,对比低密度提升管,高密度操作条件下提升管壁面处没有向下运动的颗粒。由此可见,提升管的高密度操作可以减少其内因颗粒倒流而引起的轴向返混。这是高密度提升管优于传统低密度提升管的重要原因之一。在分析颗粒浓度和颗粒速度的基础上,本文对不同操作条件下颗粒浓度与速度的相互关系进行了考察。结果表明,在所考察的操作条件下,颗粒速度均随着颗粒浓度的增加而降低。对比发现,低密度提升管内颗粒速度和颗粒浓度之间的相关性较高密度条件下好。这揭示出不同操作条件下,提升管内颗粒运动机制的不同。低密度提升管内,颗粒受到气固之间作用力的约束,颗粒浓度与颗粒速度相互制约。高密度操作条件下,由于颗粒与颗粒之间的接触几率增加,颗粒—颗粒作用力削弱了气固作用力对流动的主导作用。颗粒—颗粒之间作用力具有随机性,导致高密度提升管内颗粒速度与颗粒浓度之间的相关性变差。总之,高密度提升管内较高的颗粒浓度、较少的轴向返混以及较强烈的气固湍动保证了气固之间良好的混合和接触,有利于提高反应器内化学反应效率。然而,在高密度操作下提升管内的颗粒径向分布不均匀性增加。这可能会导致径向气固分离,影响气固两相的径向混合。因此,高密度提升管并不是最优的反应器。为此,本文系统研究了高密度下行床内流体力学行为。研究发现,下行床内颗粒浓度随着颗粒循环量的增加而增加。当颗粒循环量达到700kg/m2s时,整个下行床内的平均颗粒浓度可以达到0.06,且轴向分布较为均匀。下行床内的颗粒浓度径向分布特点为:在整个截面中心处分布均匀,仅在近壁区稍有增加。对比提升管内颗粒浓度径向分布特点可以发现,高密度下行床内颗粒浓度的径向分布更加均匀。均匀的颗粒分布保证了下行床内气固流动的平推流特性,有利于化学反应的进行。对于下行床内的颗粒速度分布,其径向分布随操作条件的变化而变化。较低颗粒循环量下,颗粒速度在整个截面很大范围内分布非常均匀,仅在近壁区有所降低。很高的颗粒循环量下,颗粒速度的分布不均匀性增加,呈现出与提升管内颗粒速度类似的趋势,为中心高边壁低的“抛物线”型。高密度操作条件下行床内颗粒速度的径向不均匀性增加,但仍然比提升管内的分布均匀。此外,下行床内颗粒速度和颗粒浓度之间的关系不同于提升管。下行床内颗粒流动具有自我调控机制,抑制了下行床内颗粒聚集体的形成,从而抑制了径向的气固分离,最大限度的保证了反应器的平推流特性。高密度下行床将具有更大的研究意义及应用前景。
曹月梅,安晓熙[6]（2012）在《1种上行气固分离装置的冷态实验研究》文中研究指明对1种基于离心和惯性协同作用机理的新型气固分离装置进行了结构考察和改进,优选出最佳分离器结构。以废催化剂为原料,对固含量、风速、挡板和原料粒度等影响其分离效率和压降的各因素进行了考察分析。结果表明,固体含量、风速、挡板以及原料粒度对分离器性能均有不同程度的影响,分离器压降与气体所占的相对空间和排气管内旋流中心偏离轴心的程度有关,固体出口处的缩口可以减少分离过程中的返混现象。
马艺[7]（2012）在《超短接触旋流反应器流动特征及反应行为研究》文中进行了进一步梳理催化裂化工艺（FCC）是最重要的重油轻质化的工艺之一，随着原料油的重质化和劣质化，传统催化裂化装置的反应时间长、生焦严重、产品质量差等弊端日益明显。因此，非常有必要开发新型催化裂化反应器来实现催化裂化反应的高苛刻度条件以优化产品结构。本文针对新型超短接触旋流反应技术，采用数值计算、实验研究和理论分析的方法，对旋流反应器内部气固两相流动、剂油短时接触时间及裂化反应过程进行了全面的研究。本文首先对旋流反应器三维流动梯度场及二次旋流特性进行研究，分析混合腔和分离腔内的压力分布、湍流分布特征，考察了固相迁移运动规律及颗粒浓度分布，模拟结果发现：混合腔内气固两相在低气速剪切流下接触混合，为催化反应进行提供了前提，之后由下部环形空间均匀流出，经导向叶片旋转加速后在分离腔内形成强旋流状态，固相颗粒向边壁的径向迁移速度加快，气固实现快速分离。其次，本文对旋流反应器短时接触水平及气固传热效果进行了研究，主要针对反应器固相停留时间与高温下温度场变化规律进行考察，分析得到固相停留时间分布曲线绝大部分呈单峰分布，固相颗粒达到排尘口的时间短而一致，虽然气固接触时间很短，但是气固两相垂直正交接触，快速传热，尤其是混合腔入口附近温度变化梯度较大。在此基础上进一步研究了不同结构参数（混合腔入口位置、叶片位置、叶片出口角和叶片个数）、不同操作参数（剂油比、操作温度、进风方式和颗粒粒径）对旋流反应器内部流动和传热的影响规律。研究结果表明，结构和操作参数对旋流反应器流场和温度场都有不同程度的影响，并且各参数对流动和传热的交互作用也不可忽略。最后，本文对优选出的旋流反应器结构模拟计算内部裂化反应行为，并将裂化反应产品收率与提升管反应器进行比较，得到以下结论：虽然旋流反应器的最终转化率均低于提升管反应器，但就产品选择性来说，旋流反应器在改善产品结构和减小生焦方面存在优势。并进一步结合旋流反应器特有的压力场、浓度场和温度场，建立旋流反应器内流动梯度场及反应梯度场的匹配关系。上述研究工作对旋流反应器催化裂化反应过程的深入研究奠定了基础，为新型短接触反应器的研制开发提供了理论依据。
牟超[8]（2011）在《辐射废热锅炉径向分离装置结构优化及壁面磨损预测》文中指出我国是以煤为主要一次能源的国家,而50%以上煤炭消耗于火力发电,传统火力发电面临发电效率低、环境污染大等缺点,亟待改善。整体煤气化联合循环技术（Integrated Gasification Combined Cycle, IGCC）将煤的气化和高效联合循环相结合,是一种高效洁净的燃煤发电技术。其中辐射式废热锅炉是IGCC系统中煤气化显热回收设备的重要组成部分。气化炉生成的高温合成气经辐射式废热锅炉回收其显热,可提高整个系统发电效率24%。由气化炉进入辐射式废热锅炉的合成气中带有大量的高硬度飞灰颗粒,其进入废热锅炉后受气体夹带作用会对受热面产生严重的冲刷,进而造成水冷壁严重磨损,影响显热回收装置的安全正常运行。因此,在对辐射式废热锅炉温度场、流场的模拟和分析的基础上,根据数值模拟结果加装有效的飞灰分离装置并对飞灰颗粒对壁面磨损进行预测,对IGCC系统辐射式废热锅炉的设计、安全运行具有重要意义。本文针对“国家863计划”项目中某中试试验废热锅炉开展了现较为通用的双层水冷壁式辐射式废热锅炉内部气体流动、温度分布的模拟,并采用欧拉-拉格朗日随机轨道模型进行了辐射式废热锅炉内气体、粒子气固两相流动的模拟,最终获得了辐射式废热锅炉内气体温度场、流场以及颗粒相运行轨迹。在此基础上,结合该中试试验设计工况,根据固体颗粒沉降以及惯性分离原则,在确定最佳固体颗粒分离位置的情况下,提出了一种具有多层结构的固体颗粒径向分离装置,采用Fluent软件进行了相关数值模拟,深入研究了该分离装置分离效果,并开展了相关参数,如分离环倾角、间距比、遮盖比例对分离效果影响规律的研究,为不同设计参数情况下分离装置的设计提供了理论依据。结果表明:当分离环倾角为50°、间距比为0.5、遮盖比例为5 %时,径向分离装置的分离效率达到最高。而后,根据辐射式废热锅炉内流场情况结合粒子运行轨迹模拟结果,编制程序,统计了内、外水冷壁粒子碰撞情况,确定了辐射式废热锅炉内粒子碰撞概率较大区域,并针对该类型区域,统计了30100μm不同粒径固体颗粒在该区域的碰撞次数,并根据其运行轨迹计算出颗粒入射角,进而采用磨损模型计算出不同颗粒对壁面的磨损状况,同时给出了年标准工况下壁面区域由机械磨损引起的减薄的预测值。结果表明,辐射废热锅炉内筒末段区域壁面磨损程度大,最严重时可每年磨掉壁面3.3mm。
吴昌宁[9]（2007）在《高密度下行床—提升管组合反应器实验研究和反应流模拟》文中认为面对低碳烯烃不断增长的市场需求以及车用燃料日益提高的环保标准,传统的提升管催化裂化过程难以适应多产低碳烯烃兼顾清洁汽油生产的炼化一体化需求。在清华大学反应工程研究组长期的下行床和提升管研究基础上,本文提出多区反应控制的新型下行床-提升管组合反应器设计思想:利用下行床平推流的特性进行短停留时间、高苛刻度操作达到多产低碳烯烃目的;提升管采取低温、长停留时间操作以促进氢转移反应降低汽油产品的烯烃含量。构建了大型冷模装置,证明了上述概念设计的可操作性。系统的颗粒循环量可达400 kg/m2/s以上,下行床完全发展段可实现固含率达5%的高密度操作。建立了全床压力平衡模型,分析了系统内不同组件导致的压降随设计和操作条件的变化,以及在整个压力平衡中的贡献,与实验数据可较好地吻合。进一步建立了耦合反应-扩散方程、流体力学方程、传热方程、集总动力学的二维反应器工程模型,成功预测了提升管、下行床和不同方式的组合反应器的催化裂化行为,结果表明:相比于提升管,下行床可以更好地控制反应深度以增大中间产物的选择性,在高剂油比时更为显着。将二者优势相结合,可实现催化裂化过程多产低碳烯烃兼顾降低汽油烯烃含量的炼化一体化要求。为深化气固反应流机理研究,建立了CFD-DEM跨尺度反应流模型,考虑基于颗粒尺度的流动、传热、催化剂行为以及基于连续介质尺度的气相反应行为,成功地瞬态模拟了提升管和下行床用于催化裂化过程所不同的反应器特性,在广泛的剂油比下比较了提升管和下行床反应器的催化裂化反应行为,证明了下行床平推流流型对催化裂化过程的重要性。模拟结果与文献报道吻合较好。为实现复杂多相流的无干扰流场测试技术,从理论角度出发,提出并建立了一维轴对称X射线CT技术和快速X射线CT技术的新方法,通过实验不同层次地验证了技术的可行性和先进性,为X射线CT技术用于多相流实验研究乃至工业应用提供了新的解决方案。
严超宇,卢春喜,刘显成,时铭显[10]（2007）在《一种新型气固分离器内气相流场的数值模拟》文中认为针对催化裂化原料日益重质化的趋势,提出了一种后置烧焦管式组合再生工艺。后置烧焦管出口的气固分离装置是实现这种工艺的关键设备之一。为此,设计了一种基于离心与惯性分离原理相结合的新型气固分离器。为了详细研究该分离器,结合流场实验结果,采用数值模拟方法对该分离器内的气相流场进行了数值模拟,数学模型为标准湍流模型。模拟结果给出了分离器内的流场总体特征为:气流以切向速度为主,竖直向上进入分离器的气体绕排气管做旋转运动,先后由排气管上的窄缝排出,部分气体由排气管下方空间返回入口区;拱形分离空间内切向气速随径向位置的增加而减小。排气管上的开缝形式是分离器压降增加的主要因素。将排气管上的两条窄缝改成总面积与排气管内截面积相等的均匀切向窄缝,避免了管内旋流涡核的偏心,分离器压降明显降低。
二、下行床弧面气固快速分离器内的颗粒运动（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、下行床弧面气固快速分离器内的颗粒运动（论文提纲范文）
（1）旋风式热解反应器中气固流动特性的CFD-DEM模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.1.1 我国煤炭资源的分布与消费 |
| 1.1.2 我国煤炭资源的种类及特点 |
| 1.1.3 低阶煤常见利用方式 |
| 1.2 煤炭资源高效梯级利用技术 |
| 1.3 低价煤热解技术 |
| 1.3.1 煤热解反应机理 |
| 1.3.2 煤热解过程的二次反应 |
| 1.4 热解过程的影响因素 |
| 1.4.1 温度和加热速率对热解过程的影响 |
| 1.4.2 粒径和压力对热解过程的影响 |
| 1.4.3 不同气氛对热解过程的影响 |
| 1.5 煤热解工艺研究及调控方法 |
| 1.6 低阶煤热解反应器的研究进展 |
| 1.6.1 下行床反应器研究进展 |
| 1.6.2 旋流热解反应器研究进展 |
| 1.7 论文研究内容与目标 |
| 1.7.1 研究内容 |
| 1.7.2 研究目标 |
| 第2章 CFD-DEM耦合计算的模型与方法 |
| 2.1 离散元DEM软件的发展与应用 |
| 2.1.1 离散元素法的起源 |
| 2.1.2 离散元素法国内外的发展 |
| 2.1.3 离散元素法DEM与其它数值方法耦合研究的发展 |
| 2.2 离散元的基本原理与力学模型 |
| 2.2.1 离散元素法的基本原理 |
| 2.2.2 离散元素法的力学模型 |
| 2.2.3 离散元颗粒模型的运动方程 |
| 2.3 气固系统的CFD数值模拟研究 |
| 2.4 离散元软件EDEM与Fluent耦合仿真 |
| 2.5 网格无关性验证 |
| 2.6 CFD-DEM耦合模型验证 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 旋风式热解反应器中颗粒通量对气固流动特性的影响 |
| 3.1 模拟对象与网格划分 |
| 3.2 模型简化与假设条件 |
| 3.3 计算参数和边界条件 |
| 3.4 单入口旋风式热解反应器中的颗粒增浓特性 |
| 3.4.1 反应器中颗粒分布状况 |
| 3.4.2 反应器中颗粒固含率统计 |
| 3.5 单入口旋风式热解反应器中颗粒平推流特性 |
| 3.5.1 反应器中颗粒停留时间的分布 |
| 3.5.2 反应器中颗粒总速度的周向分布 |
| 3.5.3 反应器中颗粒总速度的轴向分布 |
| 3.6 单入口旋风式热解反应器中气相分离特性 |
| 3.6.1 不同通量条件下的气相压力分布 |
| 3.6.2 不同通量条件下的气相切向速度 |
| 3.6.3 不同通量条件下的气相轴向速度 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 旋风式热解反应器中气速对气固流动特性的影响 |
| 4.1 模拟对象与网格划分 |
| 4.2 模型简化与假设条件 |
| 4.3 计算参数和边界条件 |
| 4.4 双入口旋风式热解反应器中颗粒增浓特性 |
| 4.4.1 反应器中颗粒分布状况 |
| 4.4.2 反应器中颗粒固含率统计 |
| 4.5 双入口旋风式热解反应器中颗粒平推流特性 |
| 4.5.1 反应器中颗粒停留时间的分布 |
| 4.5.2 反应器中颗粒总速度的周向分布 |
| 4.5.3 反应器中颗粒总速度的轴向分布 |
| 4.6 双入口旋风式热解反应器中二元颗粒的混合特性 |
| 4.7 双入口旋风式热解反应器中气相分离特性 |
| 4.7.1 不同气速下的气相压力变化 |
| 4.7.2 不同气速下的气相切向速度 |
| 4.7.3 不同气速下的气相轴向速度 |
| 4.8 气速对煤颗粒升温速率的影响 |
| 4.9 本章小节 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（2）基于压力信号的循环流化床多尺度特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 引言 |
| 第1章 文献综述 |
| 1.1 循环流化床内气固流体力学特性研究进展 |
| 1.1.1 高密度提升管和高密度下行床 |
| 1.1.2 高密度提升管内的气固流动特性 |
| 1.1.3 高密度下行床内的气固流动特性 |
| 1.1.4 循环流化床内的多尺度行为 |
| 1.2 气固流化床内压力波动的研究 |
| 1.2.1 压力波动的形成原因 |
| 1.2.2 压力波动信号的分析方法 |
| 1.3 压力信号在气固流化床中的应用 |
| 1.3.1 流化床流型的识别和流型转变的研究 |
| 1.3.2 压力信号在鼓泡床多尺度特性中的应用 |
| 1.3.3 压力信号在循环流化床多尺度特性中的应用 |
| 1.4 文献综述小结 |
| 第2章 实验装置及测量方法 |
| 2.1 实验装置及材料 |
| 2.1.1 实验装置 |
| 2.1.2 颗粒性质 |
| 2.2 测量参数及方法 |
| 2.2.1 表观气速 |
| 2.2.2 颗粒循环速率 |
| 2.2.3 压力信号 |
| 2.3 信号处理方法 |
| 2.3.1 标准偏差分析 |
| 2.3.2 频谱分析 |
| 2.3.3 小波分析 |
| 2.3.4 递归分析 |
| 2.3.5 复杂性分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 压力信号采样频率的确定 |
| 3.1 采样频率对压力信号时频域特征的影响 |
| 3.2 采样频率对压力信号多频分解的影响 |
| 3.3 采样频率对压力高频成分复杂性的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 多尺度结构在压力信号频域分布上的研究 |
| 4.1 宏观尺度压力信号频域分布研究 |
| 4.2 介观尺度压力信号频域分布研究 |
| 4.2.1 实验装置及实验方法 |
| 4.2.2 介观尺度压力信号功率谱密度分析 |
| 4.3 微观尺度压力信号频域分布研究 |
| 4.4 循环流化床内压力信号的多尺度分解 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 提升管内气固多尺度流动特性研究 |
| 5.1 宏尺度压力信号能量轴向分布 |
| 5.1.1 宏尺度压力信号能量轴向分布特点 |
| 5.1.2 操作条件对宏尺度压力信号能量轴向分布的影响 |
| 5.2 介尺度压力信号能量轴向分布 |
| 5.2.1 介尺度压力信号能量轴向分布特点 |
| 5.2.2 操作条件对介尺度压力信号能量轴向分布的影响 |
| 5.3 微尺度压力信号能量轴向分布 |
| 5.3.1 微尺度压力信号能量轴向分布特点 |
| 5.3.2 操作条件对微尺度压力信号能量轴向分布的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 下行床内气固多尺度流动特性研究 |
| 6.1 宏尺度压力信号能量轴向分布 |
| 6.1.1 宏尺度压力信号能量轴向分布特点 |
| 6.1.2 操作条件对宏尺度压力信号能量轴向分布的影响 |
| 6.2 介尺度压力信号能量轴向分布 |
| 6.2.1 介尺度压力信号能量轴向分布特点 |
| 6.2.2 操作条件对介尺度压力信号能量轴向分布的影响 |
| 6.3 微尺度压力信号能量轴向分布 |
| 6.3.1 微尺度压力信号能量轴向分布特点 |
| 6.3.2 操作条件对微尺度压力信号能量轴向分布的影响 |
| 6.4 提升管与下行床气固多尺度流动特性的对比 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 结论 |
| 参考文献 |
| 附录A 符号说明 |
| 致谢 |
（3）加压双流化床煤热解-半焦燃烧分级转化的实验及数值模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 煤炭资源分级转化技术的应用现状 |
| 1.2.2 煤加压热解研究现状 |
| 1.2.3 半焦加压燃烧研究现状 |
| 1.2.4 综合评述 |
| 1.3 课题研究思路和目标 |
| 1.3.1 研究思路 |
| 1.3.2 研究目标 |
| 1.4 课题的研究内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第二章 煤加压热解及其半焦燃烧的动力学特性研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验原料 |
| 2.2.1 实验用煤 |
| 2.2.2 热解半焦 |
| 2.2.3 煤与半焦的评价方法 |
| 2.3 实验方法 |
| 2.3.1 实验内容 |
| 2.3.2 热解及燃烧过程的评价指标 |
| 2.4 结果与讨论 |
| 2.4.1 实验原料的评估 |
| 2.4.2 煤与半焦的常压热重实验 |
| 2.4.3 煤与半焦的加压热重实验 |
| 2.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 加压煤低温热解及半焦燃烧的机理实验研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验内容与实验方法 |
| 3.2.1 实验原料 |
| 3.2.2 实验装置及实验过程 |
| 3.2.3 实验方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 产率及污染物排放特性 |
| 3.3.2 油气特性 |
| 3.3.3 半焦及灰渣特性 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 加压双流化床煤分级转化的中试试验研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 试验装置及方法 |
| 4.2.1 试验装置 |
| 4.2.2 试验物料 |
| 4.2.3 试验内容 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 加压煤热解试验 |
| 4.3.2 加压半焦燃烧试验 |
| 4.4 结论 |
| 参考文献 |
| 第五章 中试规模加压双流化床煤分级转化过程的数值模拟 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 计算方法与模型 |
| 5.2.1 计算模型 |
| 5.2.2 计算方法 |
| 5.3 计算结果与模型验证 |
| 5.3.1 加压煤热解 |
| 5.3.2 加压半焦燃烧 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 加压双流化床煤分级转化的数值放大研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 加压喷动流化床煤热解反应器的数值放大研究 |
| 6.2.1 工业尺度喷动流化床反应器的工艺要求 |
| 6.2.2 计算方法与反应器初步设计 |
| 6.2.3 典型工况的模拟结果 |
| 6.2.4 结构参数的影响规律 |
| 6.2.5 操作参数的特性研究 |
| 6.3 加压流化床半焦燃烧反应器的数值放大研究 |
| 6.3.1 工业尺度燃烧反应器的工艺要求 |
| 6.3.2 结构参数的确定 |
| 6.3.3 操作参数的影响规律 |
| 6.4 工业装置的整体评价 |
| 6.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 主要研究内容和结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 进一步研究展望 |
| 作者简介 |
| 攻读博士学位期间论文发表情况 |
| 项目资助/基金 |
| 致谢 |
（4）高密度气固下行循环流化床内颗粒聚团特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 引言 |
| 第1章 文献综述 |
| 1.1 气固下行床概述 |
| 1.1.1 气固下行床结构及特征 |
| 1.1.2 气固下行床的应用 |
| 1.1.3 高密度下行床反应器 |
| 1.2 气固下行床宏观流体力学特性研究进展 |
| 1.2.1 颗粒浓度 |
| 1.2.2 颗粒速度 |
| 1.3 颗粒聚团特性的表征 |
| 1.3.1 颗粒聚团特性表征方法 |
| 1.3.2 颗粒聚团特性识别方法 |
| 1.4 气固下行床内颗粒聚团特性研究进展 |
| 1.4.1 颗粒聚团固含率 |
| 1.4.2 颗粒聚团时间分数 |
| 1.4.3 颗粒聚团出现频率 |
| 1.4.4 颗粒聚团滑落速度 |
| 1.4.5 颗粒聚团尺寸 |
| 1.4.6 颗粒聚团持续时间 |
| 1.5 文献综述小结 |
| 第2章 实验装置与方法 |
| 2.1 实验装置与物料性质 |
| 2.1.1 二维循环流化床实验装置 |
| 2.1.2 颗粒性质 |
| 2.2 测量方法 |
| 2.2.1 光纤测量系统 |
| 2.2.2 高速摄像系统 |
| 2.3 参数计算 |
| 2.3.1 表观气速与颗粒循环量 |
| 2.3.2 宏观流动特性参数 |
| 2.3.3 颗粒聚团特性参数 |
| 第3章 气固下行床宏观流体力学特性研究 |
| 3.1 颗粒浓度的轴向分布特性 |
| 3.1.1 颗粒浓度轴向分布特点 |
| 3.1.2 表观气速与颗粒循环量的影响 |
| 3.2 颗粒浓度的横向分布特性 |
| 3.2.1 颗粒浓度横向分布特点 |
| 3.2.2 表观气速与颗粒循环量的影响 |
| 3.3 颗粒速度轴向分布特性 |
| 3.3.1 颗粒速度轴向分布特点 |
| 3.3.2 表观气速与颗粒循环量的影响 |
| 3.4 颗粒速度横向分布特性 |
| 3.4.1 颗粒速度横向分布特点 |
| 3.4.2 表观气速与颗粒循环量的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 气固下行床颗粒聚团时均特性研究 |
| 4.1 颗粒聚团固含率 |
| 4.1.1 颗粒聚团固含率轴向分布特性 |
| 4.1.2 颗粒聚团固含率横向分布特性 |
| 4.2 颗粒聚团时间分数 |
| 4.2.1 颗粒聚团时间分数轴向分布特性 |
| 4.2.2 颗粒聚团时间分数横向分布特性 |
| 4.3 颗粒聚团出现频率 |
| 4.3.1 颗粒聚团出现频率轴向分布特性 |
| 4.3.2 颗粒聚团出现频率横向分布特性 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 气固下行床颗粒聚团动态特性研究 |
| 5.1 颗粒聚团速度 |
| 5.1.1 颗粒聚团速度轴向分布特性 |
| 5.1.2 颗粒聚团速度横向分布特性 |
| 5.2 颗粒聚团弦长 |
| 5.2.1 颗粒聚团弦长轴向分布特性 |
| 5.2.2 颗粒聚团弦长横向分布特性 |
| 5.3 颗粒聚团持续时间 |
| 5.3.1 颗粒聚团持续时间轴向分布特性 |
| 5.3.2 颗粒聚团持续时间横向分布特性 |
| 5.4 颗粒聚团的形态特征 |
| 5.5 颗粒聚团尺寸 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 符号说明 |
| 致谢 |
（5）循环流化床反应器的增浓—高密度提升管及下行床流体力学特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 创新点摘要 |
| 第一章 前言 |
| 第二章 文献综述 |
| 2.1 早期催化裂化反应器 |
| 2.2 密相流化床反应器 |
| 2.2.1 湍动床内平均固含率 |
| 2.2.2 轴向固含率分布规律 |
| 2.2.3 径向固含率分布规律 |
| 2.3 流化催化裂化提升管反应器研究 |
| 2.3.1 提升管内化学反应特性研究 |
| 2.3.2 提升管内气固两相流动特性 |
| 2.4 流化催化裂化下行床反应器研究 |
| 2.4.1 下行床反应器反应特性研究 |
| 2.4.2 下行床内气固两相流动特性 |
| 2.5 高密度循环流化床反应器 |
| 2.5.1 HDCFB与LDCFB的比较 |
| 2.5.2 HDCFB设备 |
| 2.5.3 HDCFB 的流体力学规律 |
| 2.6 循环湍动流化床 |
| 2.6.1 循环湍动流化床装置 |
| 2.6.2 CTFB中的流动规律 |
| 2.6.3 CTFB、CFB和CTFB的比较 |
| 2.7 结论 |
| 第三章 实验设备及测量技术 |
| 3.1 实验设备 |
| 3.2 操作参数的测量 |
| 3.2.1 表观气速 |
| 3.2.2 颗粒循环量 |
| 3.3 压力差的测量 |
| 3.4 颗粒浓度和颗粒速度 |
| 3.5 结论 |
| 第四章高密度提升管内颗粒浓度分布及流动结构发展研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 提升管高密度操作条件的实现 |
| 4.3 颗粒浓度的轴向分布 |
| 4.4 颗粒浓度的径向分布 |
| 4.5 局部颗粒浓度轴向发展特性 |
| 4.6 气固湍动特性 |
| 4.7 结论 |
| 第五章 高密度提升管内颗粒速度和颗粒通量研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 颗粒速度的轴向分布 |
| 5.3 颗粒速度的径向分布 |
| 5.4 颗粒通量的轴径向分布 |
| 5.5 颗粒浓度、颗粒速度和颗粒通量之间的关系 |
| 5.6 结论 |
| 第六章 高密度下行床内流动结构轴向分布特性 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 颗粒速度的轴向分布 |
| 6.3 颗粒速度的轴向发展 |
| 6.4 颗粒浓度的轴向分布 |
| 6.5 下行床高密度操作的讨论 |
| 6.6 小结 |
| 第七章 高密度下行床内流动结构径向分布特性 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 颗粒浓度的径向分布 |
| 7.3 颗粒速度的径向分布 |
| 7.4 颗粒通量的径向分布 |
| 7.5 颗粒浓度及颗粒速度之间的关系 |
| 7.6 结论 |
| 第八章 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（6）1种上行气固分离装置的冷态实验研究（论文提纲范文）
| 1 实验部分 |
| 1.1 装置 |
| 1.2 原料 |
| 1.3 实验内容 |
| 2 结果与讨论 |
| 2.1 最佳结构优选 |
| 2.2 固含量和风速的影响 |
| 2.3 原料粒度的影响 |
| 2.4 挡板的影响 |
| 3 结论 |
（7）超短接触旋流反应器流动特征及反应行为研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 创新点摘要 |
| 目录 |
| 表格目录 |
| 插图目录 |
| 第一章 前言 |
| 1.1 课题的研究目的与意义 |
| 1.2 催化裂化反应器技术研究进展 |
| 1.2.1 单提升管反应器 |
| 1.2.2 改造后提升管反应器 |
| 1.2.3 下行床反应器 |
| 1.2.4 组合式提升管反应器 |
| 1.3 短接触裂化工艺研究进展 |
| 1.3.1 DCC 深度裂化工艺 |
| 1.3.2 Total流化催化裂化技术 |
| 1.3.3 MSCC 短时接触工艺 |
| 1.3.4 旋流短接触反应工艺 |
| 1.4 催化裂化数学模拟研究进展 |
| 1.4.1 反应动力学模型 |
| 1.4.2 反应器工程模型 |
| 1.4.3 CFD 多相流模型 |
| 1.4.4 小结 |
| 1.5 论文的主要研究内容与方法 |
| 1.5.1 研究内容 |
| 1.5.2 研究方法和技术路线 |
| 第二章 旋流反应器内部湍流流动特征 |
| 2.1 数学模型及计算方法 |
| 2.1.1 几何建模及网格划分 |
| 2.1.2 湍流模型 |
| 2.1.3 边界条件及数值解法 |
| 2.1.4 模拟结果准确性验证 |
| 2.2 旋流反应器内气相流动结构 |
| 2.2.1 旋流反应器内部轴对称性 |
| 2.2.2 旋流反应器气相基本流动特征 |
| 2.2.3 旋流反应器气相次级流动特征 |
| 2.2.4 旋流反应器各区间气相流场分析 |
| 2.2.5 旋流反应器导叶流道内部流场分析 |
| 2.3 反应器结构参数对内部流场的影响 |
| 2.3.1 混合腔入口位置对流场的影响 |
| 2.3.2 叶片位置对流场的影响 |
| 2.3.3 叶片出口角对流场的影响 |
| 2.3.4 叶片个数对流场的影响 |
| 2.4 反应器操作参数对内部流场的影响 |
| 2.4.1 气相流量对流场的影响 |
| 2.4.2 操作温度对流场的影响 |
| 2.4.3 进风方式对流场的影响 |
| 2.5 小结 |
| 第三章 旋流反应器固相颗粒迁移规律 |
| 3.1 固相颗粒运动轨迹 |
| 3.1.1 离散相（DPM）模型及设置 |
| 3.1.2 反应器内部颗粒运动轨迹 |
| 3.1.3 典型区间固相运动迁移轨迹 |
| 3.1.4 气固分离效率 |
| 3.2 固相颗粒浓度场分布 |
| 3.2.1 连续相模型及设置 |
| 3.2.2 模拟结果可靠性验证 |
| 3.2.3 反应器固相浓度分布基本特征 |
| 3.2.4 颗粒浓度径向不均匀性 |
| 3.3 反应器结构参数对固相颗粒分布的影响 |
| 3.3.1 混合腔入口位置对固相浓度分布的影响 |
| 3.3.2 叶片位置对固相浓度分布的影响 |
| 3.3.3 叶片出口角对固相浓度分布的影响 |
| 3.3.4 叶片个数对固相浓度分布的影响 |
| 3.4 反应器操作参数对固相颗粒分布的影响 |
| 3.4.1 剂油比对固相浓度分布的影响 |
| 3.4.2 操作温度对固相浓度分布的影响 |
| 3.4.3 进风方式对固相浓度分布的影响 |
| 3.4.4 颗粒粒径对固相浓度分布的影响 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 旋流反应器短时接触及传热 |
| 4.1 停留时间分布规律研究 |
| 4.1.1 示踪粒子制备 |
| 4.1.2 脉冲示踪法 |
| 4.1.3 图像处理与分析 |
| 4.1.4 停留时间分布基本规律研究 |
| 4.2 反应器传热模型及表征参数 |
| 4.2.1 能量方程及表征参数 |
| 4.2.2 模拟方法准确性验证 |
| 4.3 反应器内部气固两相流传热特征分析 |
| 4.3.1 反应器温度场基本特征 |
| 4.3.2 反应器各区间温度场分布规律 |
| 4.4 反应器结构参数对气固两相传热的影响 |
| 4.4.1 混合腔入口位置对气固传热的影响 |
| 4.4.2 叶片位置对气固传热的影响 |
| 4.4.3 叶片出口角对气固传热的影响 |
| 4.4.4 叶片个数对气固传热的影响 |
| 4.5 反应器操作参数对气固传热效果的影响 |
| 4.5.1 剂油比对气固传热的影响 |
| 4.5.2 操作温度对气固传热的影响 |
| 4.5.3 进风方式对气固传热的影响 |
| 4.5.4 颗粒粒径对气固传热的影响 |
| 4.6 小结 |
| 第五章 旋流反应器反应过程模拟 |
| 5.1 催化反应模型 |
| 5.1.1 简单气固催化反应模型 |
| 5.1.2 FCC 反应动力学模型 |
| 5.1.3 模拟方法准确性验证 |
| 5.2 旋流反应器结构参数优选 |
| 5.3 旋流反应器反应特征分析 |
| 5.3.1 简单催化反应产品分布规律 |
| 5.3.2 FCC 反应产品分布规律 |
| 5.4 反应器操作参数对裂化反应行为的影响 |
| 5.4.1 剂油比对裂化反应的影响 |
| 5.4.2 操作温度对裂化反应的影响 |
| 5.4.3 进风方式对裂化反应的影响 |
| 5.4.4 颗粒粒径对裂化反应的影响 |
| 5.5 旋流反应器流场—反应场匹配关系 |
| 5.5.1 反应器压降模型 |
| 5.5.2 反应器颗粒分布 RNI 模型 |
| 5.5.3 反应器传热 Nu 模型 |
| 5.5.4 反应器转化率与焦炭生成率模型 |
| 5.5.5 反应器梯度场综合数学模型分析 |
| 5.6 小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 主要符号说明 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 发表论文情况 |
| 专利情况 |
| 获奖情况 |
| 参与科研项目情况 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（8）辐射废热锅炉径向分离装置结构优化及壁面磨损预测（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源及研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外在该方向的研究现状及分析 |
| 1.2.1 显热回收装置数值模拟 |
| 1.2.2 颗粒相模型 |
| 1.2.3 惯性分离器的研究现状 |
| 1.2.4 关于壁面磨损的研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 第2章 辐射式废热锅炉内气固流动的热态模拟 |
| 2.1 计算条件及模拟原型 |
| 2.2 模拟所选用的模型 |
| 2.3 边界条件的设定 |
| 2.3.1 入口边界条件设定 |
| 2.3.2 壁面边界条件设定 |
| 2.3.3 出口边界条件设定 |
| 2.4 模拟结果分析 |
| 2.4.1 网格相关性验证 |
| 2.4.2 辐射式废热锅炉内速度场分布特性 |
| 2.4.3 辐射式废热锅炉内温度场场分布特性 |
| 2.4.4 辐射式废热锅炉内颗粒相分离情况 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 辐射式废热锅炉气固分离装置的优化设计 |
| 3.1 径向分离环的结构原理和性能指标 |
| 3.2 内筒径向分离环结构优化 |
| 3.2.1 内筒径向分离环结构参数计算 |
| 3.2.2 内筒径向分离环结构参数对分离效率的影响 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 辐射式废热锅炉水冷壁磨损情况的预测 |
| 4.1 磨损模型及数值模拟方法 |
| 4.2 辐射式废热锅炉内颗粒冲刷位置的评估 |
| 4.3 颗粒相与壁面磨损的预测 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（9）高密度下行床—提升管组合反应器实验研究和反应流模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 流化催化裂化反应器的研究现状 |
| 1.2.1 提升管反应器 |
| 1.2.2 下行床反应器 |
| 1.2.2.1 流场结构与提升管的差异 |
| 1.2.2.2 气固混合行为与提升管的差异 |
| 1.2.2.3 气固传热行为与提升管的差异 |
| 1.2.2.4 下行床的热态研究和工业应用 |
| 1.2.2.5 下行床的高密度操作 |
| 1.2.3 组合反应器 |
| 1.2.3.1 灵活多效催化裂化(FDFCC) |
| 1.2.3.2 多产异构烷烃催化裂化(MIP) |
| 1.2.3.3 两段提升管催化裂化(TSRFCC) |
| 1.2.3.4 下行床－提升管组合反应器(DTRR) |
| 1.3 多相流X 射线断层成像技术的研究现状 |
| 1.3.1 无干扰流场的测试技术 |
| 1.3.2 过程层析成像技术 |
| 1.3.3 X 射线断层成像技术(XCT) |
| 1.3.3.1 两相流一维XCT 测试技术 |
| 1.3.3.2 多相流快速XCT 测试技术 |
| 1.4 催化裂化过程模拟的研究现状 |
| 1.4.1 催化裂化反应动力学模型 |
| 1.4.2 反应器工程模型 |
| 1.4.2.1 装置因数法 |
| 1.4.2.2 一维反应器工程模型 |
| 1.4.2.3 二维反应器工程模型 |
| 1.4.3 CFD 双流体模型 |
| 1.4.4 CFD-DEM 反应流模拟 |
| 1.5 本文的研究目标 |
| 第2章 高密度下行床－提升管组合反应器的冷模研究 |
| 2.1 下行床－提升管组合反应器的冷模建设 |
| 2.1.1 设计思想 |
| 2.1.2 实验装置 |
| 2.1.3 操作流程 |
| 2.1.4 装置特点 |
| 2.2 实验测试技术 |
| 2.2.1 颗粒循环量的测量 |
| 2.2.2 气相压力和表观固含率的测量 |
| 2.2.3 局部固含率的测量 |
| 2.2.4 颗粒基本物性的测量 |
| 2.3 实现高密度操作的要素分析 |
| 2.3.1 增强系统推动力 |
| 2.3.2 控制系统局部阻力 |
| 2.4 组合床内的气固流动行为 |
| 2.4.1 全床气相压力分布图 |
| 2.4.2 颗粒循环量与不同操作条件之间的关系 |
| 2.4.2.1 系统储料量 |
| 2.4.2.2 一次风量 |
| 2.4.2.3 二次风量 |
| 2.4.3 提升管A 的固含率分布 |
| 2.4.3.1 表观固含率的轴向分布规律 |
| 2.4.3.2 真实固含率的径向分布规律 |
| 2.4.4 下行床压力梯度和表观固含率的轴向分布 |
| 2.4.4.1 压力梯度的轴向分布规律 |
| 2.4.4.2 完全发展段内的固含率分布规律 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 高密度下行床－提升管组合反应器的操作分析 |
| 3.1 实验设备及其结构简化 |
| 3.2 压力平衡模型 |
| 3.2.1 提升管中的气体压力变化，ΔP_(ris) |
| 3.2.2 气固分离设备中的气体压力变化，ΔP_(sep) |
| 3.2.3 下行床中的气体压力变化，ΔP_(dow) |
| 3.2.4 弯管中的气体压力变化，ΔP_(ben) |
| 3.2.5 储料罐中的气体压力变化，ΔP_(dc) |
| 3.2.6 控制阀中的气体压力变化，ΔP_(val) |
| 3.2.7 稳态操作条件 |
| 3.3 模型的实验验证 |
| 3.4 组合床的操作分析 |
| 3.4.1 操作气速对颗粒循环量的影响 |
| 3.4.2 操作气速对床层固含率的影响 |
| 3.4.3 提升管直径对颗粒循环量的影响 |
| 3.4.4 阀门开度对颗粒循环量的影响 |
| 3.4.5 颗粒属性对颗粒循环量的影响 |
| 3.5 模型参数的敏感性分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 组合反应器内催化裂化过程的反应器工程模拟 |
| 4.1 反应器工程模型建模原则的考虑 |
| 4.2 二维反应器工程模型的建立 |
| 4.2.1 质量和能量守恒模型 |
| 4.2.1.1 控制方程组 |
| 4.2.1.2 边界条件 |
| 4.2.2 流体力学模型 |
| 4.2.2.1 提升管的相关模型 |
| 4.2.2.2 下行床的相关模型 |
| 4.2.3 FCC 反应动力学 |
| 4.2.3.1 四集总动力学模型 |
| 4.2.3.2 十四集总动力学模型 |
| 4.3 模型验证和分析 |
| 4.3.1 对比工况之一：Viitanen (1993)的报道 |
| 4.3.2 对比工况之二：Ali et al. (1997)的报道 |
| 4.3.3 对比工况之三：魏国志(1998)的报道 |
| 4.3.4 模型关键参数的敏感性分析 |
| 4.4 提升管与下行床的对比分析 |
| 4.4.1 与文献报道结果的定性比照 |
| 4.4.2 基于十四集总动力学网络的提升管/下行床对比分析 |
| 4.4.2.1 流动和传热行为 |
| 4.4.2.2 组分质量分率的分布 |
| 4.4.2.3 剂油比对产物分布的影响 |
| 4.5 组合反应器与单个反应器的对比分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 组合反应器内催化裂化过程的CFD-DEM 耦合模拟 |
| 5.1 CFD-DEM 反应流模型的建立 |
| 5.1.1 用于描述颗粒相的DEM 模型 |
| 5.1.1.1 颗粒相的运动 |
| 5.1.1.2 颗粒相的传热 |
| 5.1.2 用于描述气相的CFD 模型 |
| 5.1.3 气固相间相互作用模型 |
| 5.1.4 FCC 反应动力学网络 |
| 5.2 CFD-DEM 模型的求解 |
| 5.2.1 CFD 模型的数值解法 |
| 5.2.2 模拟体系和有关参数 |
| 5.3 提升管与下行床的流动行为 |
| 5.3.1 瞬态流动结构 |
| 5.3.2 宏观流动行为 |
| 5.4 提升管与下行床的反应行为 |
| 5.4.1 产品分布和产品选择性 |
| 5.4.2 流动对反应的非线性影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 应用于两相流的一维X 射线断层成像技术 |
| 6.1 实验原理和方法概述 |
| 6.2 研究体系和实验设备 |
| 6.2.1 数字化Flash X-ray 成像系统 |
| 6.2.2 空气－水两相流实验装置 |
| 6.3 X 射线投影的采集和处理 |
| 6.3.1 X 射线投影的采集 |
| X 射线投影的数字化 |
| X 射线投影的叠加策略 |
| 6.3.2 X 射线非理想性的近似校正法 |
| 硬化效应的近似处理 |
| 散射效应的近似处理 |
| 扇形束几何因素的处理 |
| 近似综合校正法 |
| 6.3.3 X 射线非理想性的BEM 校正法 |
| 6.3.4 壁面效应的考虑 |
| 6.4 流场的图像重构方法 |
| 6.4.1 滤波反投影算法(FBP 法) |
| 6.4.2 基于Tikhonov 正则化的Abel 反变换法(TR 法) |
| 6.4.3 关于L-curve 判据修正的相关说明 |
| 6.5 气液两相流相含率的测量 |
| 6.5.1 考虑壁面效应的投影处理结果 |
| 6.5.2 截面平均气含率的测量结果 |
| 6.5.3 气含率径向分布的测量结果 |
| 6.6 测试过程的不确定度分析 |
| 6.6.1 CCD 的暗电流噪声 |
| 6.6.2 X 射线强度的脉动 |
| 6.6.3 X 射线的硬化效应 |
| 6.6.4 流场的脉动 |
| 6.6.5 图像重构过程的误差 |
| 6.7 本章小结 |
| 第7章 应用于多相流快速检测的X 射线断层成像新方法 |
| 7.1 X 射线CT 技术的基本原理 |
| 7.1.1 X 射线与物质的相互作用 |
| 7.1.2 CT 重构技术中的迭代重构算法 |
| 7.2 基于改进遗传算法的XCT 技术(GA-XCT) |
| 7.2.1 快速XCT 多相流测试新方法的提出 |
| 7.2.2 改进遗传算法 |
| 编码与初始种群的生成 |
| 适应度评估及判断收敛 |
| 选择和交叉操作 |
| 基于多相流物理特征的改进变异算子 |
| 7.2.3 GA-XCT 的技术实现 |
| 7.3 GA-XCT 的数值仿真验证 |
| 7.3.1 仿真实验条件 |
| 7.3.2 理想形状气泡体系的重构结果 |
| 7.3.3 非理想形状气泡体系的重构结果 |
| 7.3.4 投影角度数对重构效果的影响 |
| 7.3.5 体系复杂程度对重构效果的影响 |
| 7.3.6 收敛速率和计算时间 |
| 7.4 GA-XCT 的静态实验验证 |
| 7.4.1 静态实验模型 |
| 7.4.2 实验方案设计 |
| 7.4.3 投影数据处理 |
| 7.4.4 图像重构结果的比较：GA-XCT 和FBP |
| 7.4.5 图像重构结果的进一步讨论 |
| 7.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
（10）一种新型气固分离器内气相流场的数值模拟（论文提纲范文）
| 1 前言 |
| 2 分离器几何模型 |
| 3 数值模拟方法 |
| 3.1 数学模型 |
| 3.2 边界条件 |
| 3.3 网格的划分 |
| 4 模拟结果与分析 |
| 4.1 基准型分离器内的气相流场全貌 |
| 4.2 拱形分离空间内的流场特征及模型验证 |
| 4.3 排气管下方空间内的流场特征 |
| 4.4 排气管内的流场特征 |
| 5 排气管开缝形式的改进 |
| 5.1 切向开缝分离器拱形分离空间内的流场 |
| 5.2 切向开缝分离器排气管内的静压分布 |
| 5.3 切向开缝型与基准型分离器的压降对比 |
| 6 结论 |
四、下行床弧面气固快速分离器内的颗粒运动（论文参考文献）
- [1]旋风式热解反应器中气固流动特性的CFD-DEM模拟研究[D]. 张宝平. 太原理工大学, 2021
- [2]基于压力信号的循环流化床多尺度特性研究[D]. 常宇航. 中国石油大学(北京), 2020
- [3]加压双流化床煤热解-半焦燃烧分级转化的实验及数值模拟[D]. 周冠文. 东南大学, 2019(05)
- [4]高密度气固下行循环流化床内颗粒聚团特性研究[D]. 刘晋. 中国石油大学(北京), 2019(02)
- [5]循环流化床反应器的增浓—高密度提升管及下行床流体力学特性研究[D]. 王成秀. 中国石油大学(华东), 2014(07)
- [6]1种上行气固分离装置的冷态实验研究[J]. 曹月梅,安晓熙. 化工生产与技术, 2012(03)
- [7]超短接触旋流反应器流动特征及反应行为研究[D]. 马艺. 中国石油大学（华东）, 2012(06)
- [8]辐射废热锅炉径向分离装置结构优化及壁面磨损预测[D]. 牟超. 哈尔滨工业大学, 2011(05)
- [9]高密度下行床—提升管组合反应器实验研究和反应流模拟[D]. 吴昌宁. 清华大学, 2007(06)
- [10]一种新型气固分离器内气相流场的数值模拟[J]. 严超宇,卢春喜,刘显成,时铭显. 高校化学工程学报, 2007(03)