МОДЕЛИРОВАНИЕ ПСЕВДООЖИЖЕННОГО СЛОЯ С РАЗДЕЛЕНИЕМ ФРАКЦИЙ ЧАСТИЦ ПОЛИДИСПЕРСНОГО КАТАЛИЗАТОРА

Abstract

Реакторы с псевдоожиженным слоем широко распространены в нефтепереработке, нефтехимии и энергетике. На практике часто используются полидисперсные смеси частиц, что может быть использовано как метод влияния на поведение динамики многофазной системы и повышение характеристик работы реакторов. Цель исследования – определить, как выбор разного количества фракций частиц твердой фазы влияет на результат численного моделирования псевдоожиженного слоя, содержащего полидисперсный катализатор. В настоящем исследовании использовался лабораторный реактор, состоящий из вертикальной стеклянной трубки. В экспериментальной части использован полидисперсный порошок микросферических частиц оксида алюминия. Для численного моделирования процесса псевдоожижения использован непрерывный метод Эйлера – Эйлера. Для замыкания моделей использована кинетическая теория газов для гранулярного потока. Численное моделирование полидисперсных частиц проведено с применением упрощенной методологии, в которой средний диаметр частиц характеризует каждую группу гранулированной фазы. Были оценены две различные методики фракционирования: одна использует полное распределение частиц по размерам, а другая разделяет мелкие частицы на основе критерия скорости витания. В результате численного моделирования получены поля и профили среднего объемного содержания твердой фазы. В рассматриваемой постановке использование четырех или пяти групп после отделения мелкой фракции по скорости витания дало наилучшее согласие с экспериментальной оценкой высоты слоя, однако универсальность этого вывода требует проверки на расширенном наборе режимов.