循环流化床气体分布器研究进展

个 床 层截 面 上 ， 一般 位 于床 层底 部 。气 体分 布器 的结构 性 能对 流 化 床 内气 泡 产 生 、长 大 过 程 和颗 粒 流 化 质量 、 稳 定 操作 具有 重要 的作 用 ， 对 于像 催化裂 化 、 流化 燃烧 、 聚合 反应 等这 些 快速 化 学反 应 的传质 、传热 也具 有重 大
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循 环 流 化 床 反 应 器 因其 独 特 的优 点 广 泛 的 应 用 于 石油化工、生物、冶金、能源、环保等工业领域 。国 内外 学 者 对其 内部流 动 特 性 以及 传 热 性 能进 行 研 究时 ， 普 遍 所 认 定 的前 提 是进 入 床 层 内 的气 流 分布 是 均匀 的 ， 然而实际上气体分布 的均匀性是受到气体分布器阻力降
协 调一 致 。
影 响。一般对于气体分布器有以下要求 ： １ ）必须具有 定的阻力降 （ Ａ Ｐ Ｄ ＞ （ ） ） ， 保证床层流化状态稳定 ， 越大 ， 气速分布越均匀 ， 但是动能消耗大 ， 风机负 荷增加 ， 并且 颗 粒 与 分 布器 之 间 的磨 损加 剧 ； ２ ）提 供 良好的初始流化状态 ， 使得床层 内气 固两相具有 良好的 接 触 状态 ， 并 且在 长 期 工作 过 程 中 或突 然 停车 情 况 下 ， 不 造 成 巨大磨 损 和堵 塞 的 问题 。流化 床 中常 用 的分布 器 主要有多孔板、多管式、风帽型分布器和环形气体分布 器 阻 ］ 。本 文主 要介 绍不 同类 型 的分布 器 的特 点和 其相 关
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（ ａ ）
（ ｂ）
图 １ 多孔板型 分布 器
２ 多管 式分布 器
多管式分布器结构如图 ２ ， 分布器 由主管、支管和 喷射管组成 ， 工作时 ， 气体通 过开孔 的支管流进床层 中， 对 颗 粒进 行 流 化 。多 管 式分 布 器 的优 点 ： １ ）和板 式分布器相 比 ， 漏料少、压降低 ； ２ ）支管开孔角度 不 同， 流体 可 以从不 同 的方 向进 入床层 中 ； ３ ）高温床 层 中 ， 没有 热膨胀 问题 ， 机械 强度 高 。 缺 点有 ： １ ）分 布 器 下 部 易 出现 死 区 ； ２ ）结 构 较 复杂 ， 制 作难 ； ３ ）高 温床 中冷 却 困难 ， 导致 机 械 强度 大大 降低 ； ４ ）物料易通过孔 口漏入管 中 ， 对孔壁造成 磨损 ， 一般 在孔 外加 一直径 Ｄ 短管。 金 涌 等 将 分布 器 控 制 区划 分 为 间歇 混合 区、初 始气 泡 聚并 区 、粒 子滑 动 区和粒 子沉 积 区 ， 并发现 管 间 距 、管 口至床 底盖 高度 、 管嘴 直径和 气流 流量 对死 区高 度有着 明显的影响。Ｙ ａ ｎ 等发现不同结构分布器对反 应器底部结构 的固含率和流动特性影响较大 ， 多孔管式
２ ０ １ ７ 年第７ 期
循环 流化床气体 分布器研究进 展
吕 萌’ ， 徐 丰 ， 李 杰。 ， 黄 祺。 １ ． 中 国石 油工程 建 设有 限公 司华 东设计 分 公 司 ， 山 东青 岛 ２ ６ ６ ０ ７ １ ２ ． 辽 宁加 宝石 化设 备有 限公 司 ， 辽宁 营 口 １ １ ５ ０ ０ ４ ３ ． 海洋石油工程股份有限公司 ， 天津 ３ ０ ０ ４ ５ ２
研究方 向内容 ， 并对未来分布器的改进进行展望。
１ 多孔板 型分 布器
结构 如 图 １ 所 示 。 图 １（ ａ ）为 单层 多孔 板分 布器 ， 结构形式最简单 ， 易于加工制作 ， 成本低 ， 但是其最大 的 问题 在 于 ，由于 某种 原 因使 得床 层 停止 操作 时 ， 颗 粒 失 去浮 力 和曳 力作 用 ， 转 而 向着底 部 分布 器运 动 ， 并 经 过 小孔 落 入 预 分 布 器 或 者 风 箱 中 。图 １ （ ｂ ）为 组 合 型 式 多孔 板 分布 器 ， 上 下多 孔板 的孔 眼 不重 合 ， 可采 用 不 同开孔 率 的孔板 。 此 形式 的分 布器 ， 增 大 了气体 阻力 降 ， 增 强 了气 流湍 动性 ， 使气 体分 布 更加 均匀 、稳 定 ， 同时 也解决了漏料 问题 ； 缺点是板问会停留部分颗粒 ， 不适 合粘度大的颗粒流化 。 多孔板 气体分布器 研究 的主 要 内容包含 板压降、 死 区形成、分布板上粒子运动轨迹等。何经旺 通过
摘 要 本 文 论 述 了循 环流 化床 中不 同气体 分布 器 的 结构特 点 ， 并就 不 同分 布器 的研 究 内容 和研 究 方向 进行 了归
纳。在此基础上 ， 对循环流化床中气体分布器的未来发展方向进行 了展望。
关键词 气体 分 布 器 ；多孔板 ；流化床 ； 研 究 进展 中 图分 类号 Ｔ Ｑ ０ ５ 文献 标 识码 Ａ 文章 编号
的影 响 的。 气 体 分 布 器 的 主 要 作 用 将 流 化 气流 均 匀分 布 在 整
增 大 组 合 型 分 布板 的 前两 层 开 孔 率 ， 在 满 足 生 产 要 求 的条 件 下 ， 减 小 了板 的 阻 力 降 从 而提 高 了生 产 的经 济 效益 ； 王樟茂 “ 等发现开孔率减小、板 厚增加 ， 床层
流化均匀稳定性变好 ， 更有利于相间传质 ； 姚礼炳 、 Ｈ ｏ ｒ ｉ ｏ 等发 现死 区高度 随气速增 加和锐孔 间距减 小 而降低 ， 多孔板上安装网状气流再分布器可消除死区 ； Ｃ ｈ ｙ ａ ｎ ｇ 提 出了最小均匀流化气速 ｕ ， 床层流化速度 大 于此 值 时 ， 不 同位 置测 点的分布 板压 降 和空床 时压 降
作者简介： 吕萌，中国石油工程建设有限公司华 东设计分公 司。 徐 丰 ，辽 宁加 宝石 化设 备 有 限公 司 李杰，海洋石 油工程股份有限公司。 黄祺 ，海 洋石 油工程 股份 有 限公 司 。