負(fù)壓差立管插板閥調(diào)節(jié)顆粒質(zhì)量流率分析
在大型循環(huán)流化床裝置上，通過改變負(fù)壓差立管上的插板閥的開度，測定不同顆粒質(zhì)量流率條件下插板閥上下的流態(tài)和脈動壓力，以此分析插板閥對下料過程顆粒質(zhì)量流率的調(diào)控機(jī)制。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，對于立管的下料過程插板閥的開度存在一個臨界開度，將插板閥的開度范圍劃分為非可控制區(qū)和可控制區(qū)。
當(dāng)插板閥的開度大于臨界開度時，處于非可控制區(qū)，不能進(jìn)行顆粒質(zhì)量流率的調(diào)節(jié)，此時插板閥上下的流態(tài)一致，脈動壓力曲線相似;當(dāng)插板閥的開度小于臨界開度時，處于可控制區(qū)，可以進(jìn)行顆粒質(zhì)量流率的調(diào)節(jié)，此時插板閥上的流態(tài)是移動床，閥下的流態(tài)是雨?duì)钕侣淞?，上下的脈動壓力曲線不同。
立管是循環(huán)流化床顆粒循環(huán)回路的下行部分。立管內(nèi)氣固兩相流的流動特點(diǎn)是顆粒順重力從高處的低壓端向低處的高壓端流動，這種流動方式導(dǎo)致了流態(tài)的多樣性和流動過程的波動性。
立管作為循環(huán)流化床顆粒循環(huán)系統(tǒng)的一部分，通常安裝有閥門用于調(diào)節(jié)和控制循環(huán)流化床的顆粒質(zhì)量流率，如流化床催化裂化裝置(FCC)的再生斜管滑閥和待生斜管滑閥。
但氣固兩相流閥門的調(diào)控機(jī)制不同于一般流體的閥門，閥門的開度變化會影響到立管內(nèi)閥前和閥后的氣固兩相流的流態(tài)，造成閥門的開度變化與顆粒流率的變化是一種非線性的關(guān)系，進(jìn)而影響到閥門的調(diào)控效果。
立管上顆粒通過閥門的流動類似于孔口排料。Hiroshi等、Jing等的研究表明移動床孔口排料不僅與孔口面積有關(guān)，而且與負(fù)壓差的大小有關(guān)。羅保林等考察了下料閥開度變化對循環(huán)流化床顆粒質(zhì)量流率的調(diào)節(jié)作用和對立管軸向壓力的影響。
然而有關(guān)閥門對顆粒質(zhì)量流率的調(diào)控機(jī)制還缺乏相關(guān)的研究，尤其是閥門從調(diào)節(jié)開始達(dá)到穩(wěn)態(tài)操作階段的動態(tài)過程特性分析。
為此，本文在大型循環(huán)流化床的立管上通過閥門開度的變化，對閥門前后的流態(tài)變化和脈動壓力變化進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測量，分析閥門調(diào)節(jié)顆粒質(zhì)量流率的機(jī)制，以期能提高對閥門調(diào)控過程的認(rèn)識，為工業(yè)立管閥門的設(shè)計(jì)和使用提供參考。
