丙烯氣相聚合流化床反應(yīng)器冷態(tài)模擬研究.pdf

1、隨著催化化學(xué)的發(fā)展和工藝技術(shù)的提高，聚丙烯的生產(chǎn)工藝日趨簡(jiǎn)化，對(duì)環(huán)境影響越來越小。攪拌流化床和循環(huán)流化床聚丙烯工藝的出現(xiàn)更使得聚丙烯的生產(chǎn)成本降低，產(chǎn)品性能也大幅提高。本文在自行設(shè)計(jì)的攪拌流化床和循環(huán)流化床中對(duì)氣固流動(dòng)行為等工程問題進(jìn)行了深入的研究。 通過統(tǒng)計(jì)分析和功率譜分析，研究了不同轉(zhuǎn)速和氣速下攪拌流化床的壓力脈動(dòng)行為。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)框式槳對(duì)攪拌流化床的最小流化速度Umf沒有影響，但攪拌槳的轉(zhuǎn)動(dòng)作用促使在普通流化床中不易散式流態(tài)化

2、的B類和D類聚丙烯顆粒形成了散式流態(tài)化。并用壓力脈動(dòng)法測(cè)定了這兩類顆粒的最小鼓泡速度Umb，發(fā)現(xiàn)Umb/Umf隨攪拌槳轉(zhuǎn)速的增加而線性增加，增加幅度僅與攪拌槳轉(zhuǎn)速有關(guān)。 通過壓力脈動(dòng)的小波分析，發(fā)現(xiàn)隨著氣速的增加，第1尺度的小波能量特征值在某一個(gè)氣速范圍內(nèi)發(fā)生急劇變化，提出了將該氣速范圍的下限和上限分別定義為最小鼓泡速度和充分鼓泡速度的判據(jù)，并依最小流化速度、最小鼓泡速度和充分鼓泡速度將攪拌流化床分為四個(gè)區(qū)：鼓泡區(qū)、過渡區(qū)、散式

3、流態(tài)化區(qū)和固定床區(qū)。隨攪拌槳轉(zhuǎn)速的增加，散式流態(tài)化和過渡狀態(tài)的氣速操作范圍均隨著轉(zhuǎn)速的增加而增加。 通過在內(nèi)徑為80mm、高為2.5m的提升管中的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)顆粒循環(huán)量小時(shí)，床內(nèi)顆粒濃度較小，壓力脈動(dòng)主要是由顆粒之間的碰撞、顆粒與壁面之間的摩擦以及氣流的作用引起的。此時(shí)顆粒在整個(gè)提升管內(nèi)都基本上以單顆粒的形式存在，絮狀物很少，因而壓力脈動(dòng)的功率譜圖上具有單一的主頻。多尺度分析的結(jié)果表明循環(huán)流化床的氣固系統(tǒng)相對(duì)設(shè)備邊界的運(yùn)動(dòng)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)