微膨脹床反應器流體流動和混合特性的實驗研究及CFD數(shù)值模擬.pdf

1、微膨脹床反應器是一種新型的渣油加氫反應器，和工業(yè)中常用的滴流床渣油加氫反應器相比，此類反應器具有床層壓降上升緩慢、原料適應性強、操作周期長等優(yōu)點。但此類反應器在工業(yè)運行中存在如床層局部結(jié)焦、飛溫、熱點等問題。因此，對微膨脹床反應器進行深入研究，以找出產(chǎn)生上述問題的原因并提出解決方案，無論是在科學研究還是在實際生產(chǎn)方面都有重要意義。
　　 本文建立了微膨脹床反應器的冷模實驗系統(tǒng)，以空氣和自來水為氣液相，選用三種不同的催化劑（球形、

2、齒球形、三葉草形）顆粒分別作為填充顆粒，在表觀氣速為0.0088-0.0531 m/s、表觀液速為0.0018-0.0053m/s的操作范圍內(nèi)考察了反應器填裝不同催化劑時的流型、床層壓降、氣含率、軸向擴散等流動和混合特性。主要結(jié)論如下:
　　 1、氣液相在反應器內(nèi)的流型為，液體連續(xù)，氣體呈鼓泡狀通過。床層底部固定，頂部呈微膨脹的不固定狀態(tài)。
　　 2、隨著床層高度的增加，單位床層壓降減小。三種催化劑的床層壓降大小依次為:

3、球形＞齒球形＞三葉草形。并得到了計算壓降的關(guān)聯(lián)式:Δp/ρLgΔH=0.859(ReG)-0.00764(ReL)0.09686ψ-0.03079(ε(1+ψ％/1-ε(1+ψ％)-0.02703
　　 3、三種催化劑的床層膨脹率的大小依次為:三葉草形＞齒球形＞球形。并得到了計算膨脹率的關(guān)聯(lián)式:
　　 (1)球形催化劑:ψ=720.5uG1.31UL0.21
　　 (2)齒球形催化劑:ψ=888.9uG1.42U

4、L0.15
　　 (3)三葉草形催化劑:ψ=812.4uG1.33uL0.15
　　 4、三種催化劑的床層氣含率的大小依次為:三葉草形＞齒球形＞球形。
　　 并得到了計算氣含率的關(guān)聯(lián)式:εG=0.114(ReG)0.595(ReL)-0892ψ-0.458(ε(1+ψ％))-0.368
　　 5、隨著床層高度的增加，Pe數(shù)減小，返混加重。中心處的Pe數(shù)大于壁面處的Pe數(shù)。三種催化劑床層液相的總Pe數(shù)大小依