用于電石生產(chǎn)新型反應(yīng)器的開發(fā)及流動性能研究-免費閱讀
【正文】 在反應(yīng)區(qū)，過渡區(qū)，預(yù)熱區(qū)，都有相同這樣一個趨勢。無內(nèi)構(gòu)件時固含率沿床層軸向分布逐漸減?。划?dāng)表觀氣速變小時，內(nèi)構(gòu)件使固含率軸向分布均勻。對開孔率相同，孔徑不同的內(nèi)構(gòu)件，在床層較低部位處，開孔直徑越大，床層局部平均氣含率越高；有內(nèi)部構(gòu)件時床層局部平均氣含率較無內(nèi)構(gòu)件時高且氣含率隨氣速變化近似呈線性關(guān)系。 本文主要介紹了兩種用于電石生產(chǎn)的反應(yīng)器，一種是淤漿鼓泡床反應(yīng)器，另一種是氣流床反應(yīng)器。以自來水代替高溫下液態(tài) CaC2，CPVC顆粒代替 CaO。最常見的設(shè)備是中科院過程所研制的 PC(V)6A系列光纖測試儀，此儀器已被業(yè)內(nèi)廣泛運用。 （2）氣體速度的測量。 氣流床反應(yīng)器中流動性能參數(shù)的測量及分析。自動計數(shù)器法：該方法進(jìn)行粒度的測定時是通過測量顆粒對載體典型值或者載體光性質(zhì)的效應(yīng)來完成的，包括電阻變化法和光學(xué)法；電阻計數(shù)器用于快速測定電解液里的顆?；蛘咭旱蔚牧６龋鈱W(xué)計數(shù)器是應(yīng)用光學(xué)測量原理對顆粒進(jìn)行自動計數(shù)和粒度大小測定的。 氣流床反應(yīng)器的測量技術(shù) 氣流床反應(yīng)器的測量技術(shù)和流化床反應(yīng)器的測量技術(shù)類似，流化床反應(yīng)器自 20世紀(jì)中葉被發(fā)明出來以后，其發(fā)展非常迅速，由于流化床氣固結(jié)構(gòu)簡單、操作性能好、反應(yīng)效率高，它已經(jīng)在工業(yè)上得到了廣泛的運用和發(fā)展，尤其在石油化工中的作用越來越大。流化床的原理是床層內(nèi)的固體顆粒別上升的氣流懸浮在流體之中，使固體顆粒具有類似于流體的某些特點，這種流動行為被稱為固體流態(tài)化[31]。針對該工藝，已提出氣流床反應(yīng)器技術(shù)[3]，也即在反應(yīng)器內(nèi)分區(qū)進(jìn)行炭燃燒和電石合成反應(yīng)，本文的氣流床反應(yīng)器是對床層分段考察，接下的文章我會對結(jié)合流化床對氣流床做個一詳細(xì)的介紹。其工作的原理是當(dāng)光纖探頭伸入到反應(yīng)器內(nèi)時，外置的傳感器會發(fā)射光源，光線經(jīng)過氣相和液固相時，反射回來的強度有差別，這樣的變化被探針探測到，經(jīng)過放大器轉(zhuǎn)換為電流信號，最終經(jīng)過分析可以得出想要的一些氣泡行為的技術(shù)參數(shù)。 在不連續(xù)的操作中，一般情況下來測量全床層的平均氣含率大都采用膨脹床法[24]，其主要的手段是用目測方式，當(dāng)通氣的時候，記錄先液面上升的最高位置 H1，然后突然關(guān)閉氣路，等液面回到初始位置時，記下液面高度 H2，全床層的平均氣含率就等于H1H2/H2，此方法簡單、快捷、容易掌握，缺點是測量值和真實值存在一定的誤差。 （3）氣泡動力學(xué) 在漿態(tài)鼓泡床中，氣泡的形成及逃逸是一個重要的過程。固體顆粒在床內(nèi)分散、懸浮及流化狀態(tài)與反應(yīng)器的傳遞和反應(yīng)性能密切相關(guān)，因此對其定性和定量的研究一直受到研究者重視。 3) 床體直徑和靜液高度：隨床體直徑的增大，氣含率減??；當(dāng)床徑 cm15CD 且高徑比 50CDH 時，其影響可忽略[13]。 ③柱塞流：在小尺寸反應(yīng)器中，容易形成柱塞狀氣泡或氣節(jié)，柱塞流的出現(xiàn)限于 m 的床層。（2）幾何參數(shù)：反應(yīng)器幾何尺寸、內(nèi)構(gòu)件形式和幾何尺寸、預(yù)分布器和幾何尺寸、催化劑尺寸及其分布。 在淤漿鼓泡床中，氣相以分散的氣泡形式與漿相（液相+懸浮的固體顆粒）相接觸。 近來，劉振宇等[2]提出一種新型氧熱法電石生產(chǎn)工藝，該法直接耦合吸熱的電石生成反應(yīng)和放熱的炭燃燒反應(yīng)，不僅提高熱效率，且可提高反應(yīng)中各相間的接觸效率。用于電石生產(chǎn)新型反應(yīng)器的開發(fā)及流動性能研究 引言隨著科技的進(jìn)步，工業(yè)的快速發(fā)展，對石油的需求日益的增大，同時石油的產(chǎn)量的下降和價格的上升，使煤炭化工產(chǎn)業(yè)得到了迅速發(fā)展，電石化工也得到了重視和發(fā)展的機遇。針對該工藝，已提出氣流床反應(yīng)器技術(shù)[3]，也即在反應(yīng)器內(nèi)分區(qū)進(jìn)行炭燃燒和電石合成反應(yīng)，本文將對此反應(yīng)器進(jìn)行初步的研究。工業(yè)實用中，液相一般作為反應(yīng)物（如用于加氫場合的2H ），其表觀氣速可達(dá) m/s ；液相為反應(yīng)物，也可以是產(chǎn)物或者是惰性的（換熱）介質(zhì)，其表觀速度在間歇操作下為零，在連續(xù)操作下也遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于表觀氣速（至少 1 個數(shù)量級）；固體多為催化劑顆粒，特征尺寸5150mm，其在床層中的體積分率可高達(dá) 50%[6]，主要受液體以及氣泡尾渦的分散和曳帶作用而處于流化狀態(tài)；反應(yīng)器高徑比介于 220間，有的反應(yīng)器直徑可達(dá)10 m、高30 m。（3）物性參數(shù)：熱容、反應(yīng)熱、粘度、固體顆粒密度等。圖12示出了一張廣為引用的淤漿鼓泡床流型圖[10]，其中顯示了床徑的因素；可見，柱塞流的出現(xiàn)限于直徑小于約 m 的床層。此外，在存在大、小兩類氣泡的非均勻劇烈湍動流下，床徑大小主要影響大氣泡的含率[14]。對固體顆粒在床層內(nèi)分散的描述是固相含率在床層中的軸向和徑向分布。氣泡大小分布和上升速度直接影響到相間質(zhì)量傳遞、相界面積和各相的停留時間，是重要的流體力學(xué)參數(shù)。在連續(xù)的操作方式時，通常用差壓法來測量床層的局部平均氣含率，用到的儀器是差壓傳感器，當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)通入氣體時，差壓傳感器和計算機連接在一起，可以實時在線采集到床層內(nèi)部壓力的變化情況，根據(jù)壓力的變化情況來計算出床層局部的氣含率。 本實驗中采用床層膨脹法測定在表觀氣速、內(nèi)構(gòu)件、靜液高度等各種影響因素下的全床層平均氣含率；差壓法測定在表觀氣速、內(nèi)構(gòu)件、靜液高度和固相含率等各種影響因素下的局部平均氣含率；用動態(tài)氣體逸出法確定在上述各種因素下大小氣泡在全床層的分布。 氣流床反應(yīng)器的簡介 根據(jù)此前的文獻(xiàn)報道可知，氣固流化床反應(yīng)器是在石油化工領(lǐng)域有較廣的運用，其特點是反應(yīng)物顆粒懸浮于床內(nèi)，具有流體流動的性質(zhì)，反應(yīng)物的成分在于反應(yīng)物的接觸中發(fā)生反應(yīng)。本文用到的氣流床反應(yīng)器即可是從反應(yīng)器頂部進(jìn)料也可從底部進(jìn)
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