对负压差下立管-翼阀系统的气固流动特性进行了理论分析, 并系统地考察了翼阀结构、操作条件、颗粒物性等对立管-翼阀系统中气固两相流动的影响, 得到了稳定操作状态下料腿中料封高度的计算式。

立管-翼阀系统是颗粒循环和颗粒回收系统中的重要组成部分, 广泛应用于炼油、石油化工、发电等领域。在炼油催化裂化装置中, 立管-翼阀系统设计为旋风分离器的料腿。工作时将料腿置于高温流化床中, 要求在负压差下操作时保证颗粒物料( 催化剂) 从低压区流向高压区, 在立管内维持一定的料封高度,翼阀维持一定的开度, 保持连续稳定地排料, 不会产生物料堵塞或立管被吹通, 即立管内完全是密相或稀相状态, 从而实现催化剂在系统内的稳定循环流动。立管中固体颗粒的流动状态对装置操作的稳定性、负荷调节、温度控制, 以至产品的产率和质量[ 1～3]有重大的影响。立管-翼阀系统的稳定操作受结构参数、固体流率、系统中松动气量、窜气量等多种因素的影响。有关立管-翼阀系统的深入研究, 迄今除Leung的研究 [ 1、2、4] 以外, 其它的报道不多 [ 5] 。

本课题中用散体力学和多相流体力学原理对立管-翼阀系统内气固两相的流动特性进行了分析, 探讨其稳定工作的机理与条件。在内径 57 mm、高 3420 mm、配有3 种翼阀结构的立管-翼阀实验装置上, 以Y-15型 FCC 催化剂、平衡催化剂和 PVC 颗粒为试料, 在负压差为 0～- 9. 8 kPa 的条件下进行试验, 由计算机自动记录压差的变化, 观察并测定料封高度。在实验验证的基础上, 通过对立管-翼阀系统内颗粒流动的质量守恒和动量守恒分析, 建立表达系统稳定操作的数学模型, 为立管-翼阀系统的稳定操作和设计提供参考。