曲 悦, 潘 腾, 杨越林, 成有为, 王丽军, 李 希

(1. 浙江大学 化学工程与生物工程学院, 浙江 杭州310027;2. 浙江大学衢州研究院, 浙江 衢州 324000)

1 前 言

气固鼓泡流化床是化学工业中常见的流化床型式，例如催化裂化和甲醇制烯烃装置中的汽提器和部分立式输送管路均在鼓泡流态化下操作[1-2]。气固鼓泡流化床中存在乳相和气泡相，乳相中的气体由颗粒之间的空隙通过颗粒床层，气泡相中的气体则以气泡的形式通过颗粒床层，因此，气泡的生成、发展和运动是影响鼓泡流化床反应器特性的关键因素[3]。大尺寸气泡的存在可能导致部分气相无法有效地与固相接触、加剧颗粒的返混和夹带等问题，从而使反应器内的化学反应难以达到预期的转化率和选择性[4]。为了提高鼓泡流化床的流态化性能，可以通过设置内构件来抑制气泡生长、破碎大尺寸气泡、强化气固混合等[5]。内构件技术作为一个简单、经济的改善流态化性能的手段，目前已成功应用于丁烯氧化脱氢、苯氧化法制顺酐等工业过程中[3]。

为了研究内构件对鼓泡流化床内气固流动的影响，许多学者已成功借助计算流体力学(CFD)方法获得了实验难以测量的微观流动状况，例如气泡的尺寸、形状和频率及气固混合特性等[6-11]。石孝刚等[6]使用双流体模型 (TFM) 研究带有倾斜挡板的二维鼓泡流化床内的气固流动特性，结果表明，挡板影响区域内气泡的平均尺寸降低、气泡数量增加；且气速越高，挡板的作用越强。……