重質(zhì)油加工已經(jīng)成為當今世界石油加工煉制的重要組成部分,加工重油的一項新工藝為重質(zhì)油梯級分離工藝。噴霧造粒塔是該工藝中的關(guān)鍵設(shè)備之一,其優(yōu)化設(shè)計及合理操作直接影響重油梯級分離工藝中的瀝青造粒和溶劑回收過程。脫油瀝青顆粒的流化和氣提過程是噴霧造粒系統(tǒng)的一個重要環(huán)節(jié)。氣提段的結(jié)構(gòu)改進及操作條件的優(yōu)化從根本上說都是基于對其內(nèi)部氣固兩相流動過程的充分認識。采用CFD方法對噴霧造粒塔內(nèi)氣固兩相流動和脫油瀝青顆粒的流化及氣提過程進行數(shù)值模擬研究。首先針對造粒塔分離性能和排料堵塞的問題,考察噴嘴不同進料結(jié)構(gòu)對其分離性能和顆粒濃度分布的影響,計算結(jié)果表明0°直噴時瀝青顆粒在塔底均勻分布,塔內(nèi)顆粒濃度底部較高,在氣提氮氣的作用下,物料在塔底大量堆積。斜進料結(jié)構(gòu)造粒塔內(nèi)產(chǎn)生雙層旋流,離心力的作用促進顆粒與氣相溶劑的快速分離,顆粒沿外壁向下運動并順利從底部物料排出口排出。其次,在歐拉兩相流的基礎(chǔ)上,考慮到脫油瀝青顆粒易團聚的特點,對曳力模型進行修正后建立流化床內(nèi)氣固兩相流動模型,考察了脫油瀝青顆粒在床內(nèi)的散式流態(tài)化過程,結(jié)果表明當流化氣速為0.02m/s時,顆粒均勻地分布在床層上,整個床層已經(jīng)完全流化。隨著流... 

【文章來源】：中國石油大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
第2章 文獻綜述
    2.1 超臨界溶劑深度脫瀝青-噴霧造粒技術(shù)簡介
        2.1.1 旋流式噴霧造粒塔的工作流程
        2.1.2 噴霧造粒塔的研究進展
        2.1.3 脫油瀝青顆粒流化輸送性能研究進展
    2.2 顆粒的分類及流化形式
        2.2.1 流態(tài)化分類
        2.2.2 流態(tài)化的判別方式
        2.2.3 粘性顆粒的流態(tài)化特性
    2.3 顆粒在流體中的運動
        2.3.1 顆粒在流體中的受力分析
        2.3.2 起始流化速度
        2.3.3 終端沉降速度
    2.4 汽提器及汽提技術(shù)概述
        2.4.1 汽提器概述
        2.4.2 汽提技術(shù)研究方法
    2.5 CFD方法模擬氣固流動過程基本流程
        2.5.1 歐拉雙流體模型
        2.5.2 湍流流動模型
        2.5.3 顆粒相壓力的封閉與粘度的計算
        2.5.4 氣固曳力模型介紹
        2.5.5 顆粒團聚現(xiàn)象及其模擬
    2.6 文獻綜述小結(jié)與本文研究任務(wù)
第3章 工業(yè)級噴霧造粒塔內(nèi)氣固分離過程的數(shù)值模擬
    3.1 計算條件的確定
    3.2 幾何模型和網(wǎng)格劃分
    3.3 邊界條件及求解方法
    3.4 數(shù)值模擬結(jié)果及討論
        3.4.1 造粒塔內(nèi)整體流場特性分析
        3.4.2 速度分布
        3.4.3 壓力分布
        3.4.4 顆粒濃度分布
        3.4.5 射流角度對分離性能的影響規(guī)律
    3.5 本章小結(jié)
第4章 脫油瀝青顆粒的散式流化及氣提特性模擬
    4.1 幾何模型與邊界條件
    4.2 脫油瀝青顆粒的散式流化特性模擬
        4.2.1 計算工況確定
        4.2.2 曳力模型對結(jié)果影響
        4.2.3 顆粒間恢復(fù)系數(shù)的影響
        4.2.4 流化氣速對床層的影響
        4.2.5 顆粒速度的徑向分布
        4.2.6 流化床內(nèi)的流場特性分析
        4.2.7 脫油瀝青顆粒的流化性能
    4.3 脫油瀝青顆粒的氣提特性模擬
        4.3.1 示蹤氣體濃度的軸向分布
        4.3.2 示蹤氣體濃度的徑向分布
        4.3.3 不同氣提表觀氣速下示蹤氣體濃度分布云圖
        4.3.4 氣提器的氣提效率計算
    4.4 本章小結(jié)
第5章 氣提氣量對造粒塔分離空間流場的影響規(guī)律
    5.1 氣提氣量對直噴進料方式下造粒塔分離空間的影響
        5.1.1 整體流場特性分析
        5.1.2 氣提氣量對排氣口下端流場的影響
        5.1.3 氣提氣量對射流影響區(qū)流場影響
        5.1.4 氣提氣量對穩(wěn)定區(qū)流場的影響
        5.1.5 氣提氣量對顆粒濃度分布的影響
        5.1.6 氣提氣量對分離性能的影響
    5.2 氣提氣量對 45°斜噴進料方式下的造粒塔分離空間的影響
        5.2.1 整體流場特性分析
        5.2.2 氣提氣量對排氣口下端流場的影響
        5.2.3 氣提氣量對射流影響區(qū)流場的影響
        5.2.4 氣提氣量對旋流穩(wěn)定區(qū)的影響
        5.2.5 氣提氣量對顆粒濃度分布的影響
        5.2.6 氣提氣量對分離性能的影響
    5.3 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論
符號說明
參考文獻
致謝
發(fā)表論文


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3467878