負壓差立管插板閥調(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)控機制。實驗結(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)。
當插板閥的開度大于臨界開度時，處于非可控制區(qū)，不能進行顆粒質(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;當插板閥的開度小于臨界開度時，處于可控制區(qū)，可以進行顆粒質(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)是雨狀下落流，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)控機制還缺乏相關(guān)的研究，尤其是閥門從調(diào)節(jié)開始達到穩(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行實驗測量，分析閥門調(diào)節(jié)顆粒質(zhì)量流率的機制，以期能提高對閥門調(diào)控過程的認識，為工業(yè)立管閥門的設(shè)計和使用提供參考。
