聚乙烯顆粒在流化床反應(yīng)器中的運(yùn)動(dòng)行為研究.pdf

1、本文針對(duì)聚乙烯顆粒通過(guò)氣固法（干法）氯化和氯磺化生產(chǎn)氯磺化聚乙烯的技術(shù)特點(diǎn)和目前的工藝方法，研究了聚乙烯顆粒在氣固法流化床反應(yīng)器中的顆粒運(yùn)動(dòng)行為。根據(jù)聚乙烯這類(lèi)輕質(zhì)顆粒具有比重輕、摩擦易帶靜電、以及在流化床運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的凝聚性小、膨脹比大、黏彈性高的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了適合于聚乙烯氣固法氯化的流化床反應(yīng)器結(jié)構(gòu)。對(duì)聚乙烯顆粒在流化床中的運(yùn)動(dòng)行為進(jìn)行了冷模實(shí)驗(yàn)，研究了兩種分布板結(jié)構(gòu)對(duì)流化床內(nèi)氣固兩相流動(dòng)特性的影響，以及防靜電裝置對(duì)顆粒黏附量的抑制作用

2、。采用流體力學(xué)模擬軟件FLUENT，運(yùn)用基于顆粒動(dòng)力學(xué)理論的歐拉-歐拉氣固多相流模型以及SIMPLE算法，建立了質(zhì)量、動(dòng)量和能量耦合傳遞的二維數(shù)學(xué)模型，模擬分析了新型流化床內(nèi)的氣固流化特性以及不同分布板錐角對(duì)床層內(nèi)顆粒流化特性的影響。主要工作內(nèi)容如下：
　　（1）根據(jù)聚乙烯顆粒的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了適用于聚乙烯氣固法氯化的流化床反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)，其實(shí)驗(yàn)設(shè)備的主要尺寸包括床體總高900mm，反應(yīng)段直徑120mm，擴(kuò)大段直徑280mm，旋風(fēng)分離器

3、標(biāo)準(zhǔn)直徑D=90mm；
　?。?）研究了流化床內(nèi)聚乙烯顆粒摩擦起電的規(guī)律，從預(yù)防靜電的產(chǎn)生、增加靜電導(dǎo)流裝置兩方面設(shè)計(jì)了幾種減少靜電的方法；
　　（3）實(shí)驗(yàn)研究了兩種氣體分布板情況下流化床內(nèi)壓降變化、氣泡的運(yùn)動(dòng)行為、固含率的徑向和軸向分布、流體速度徑向和軸向速度分布；
　?。?）通過(guò)模擬軟件FLUENT模擬分析了流化床內(nèi)壓降、氣泡運(yùn)動(dòng)、固含率、流體速度分布及變化規(guī)律，顆粒運(yùn)動(dòng)軌跡，并與實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性；

4、
　　（5）運(yùn)用FLUENT軟件模擬錐形分布板錐角變化對(duì)床層內(nèi)氣固兩相流動(dòng)特性的影響。
　　實(shí)驗(yàn)及模擬結(jié)果表明：聚乙烯顆粒在流化床內(nèi)相比B類(lèi)顆粒膨脹比大，氣固兩相界線明顯；增加內(nèi)部導(dǎo)電裝置以及增加空氣濕度能明顯降低床內(nèi)靜電積累；分布板壓降隨表觀氣速的增加而升高，床層壓降隨床層高度的增加而下降；床內(nèi)顆粒濃度呈現(xiàn)中心低兩側(cè)高，下部高上部低的變化趨勢(shì)；流體速度中心高兩側(cè)低，下部高，上部低；氣固兩相在流化床內(nèi)存在從中心向兩側(cè)的循環(huán)運(yùn)