[發明專利]流化床反應器分布板的檢測方法

無效

• 申請號: 200710156125.3
• 申請日: 2007-10-16
• 公開（公告）號: CN101226169A
• 公開（公告）日: 2008-07-23
• 發明（設計）人: 王靖岱;陽永榮;任聰靜;曹翌佳;陳杰勛;姜曉靜;徐顯駿;蔣斌波;廖祖維
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;浙江大學
• 主分類號: G01N29/02
• 分類號: G01N29/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 張法高

技術領域

本發明涉及流化床反應器分布板的檢測，尤其涉及一種流化床反應器分布板的檢測方法。

背景技術

分布板作為保證流化床良好、穩定流態化的重要構件，雖然它對流化床的直接作用范圍僅20～30cm，然而它對整個流化床的流化態質量以及反應器的操作性能都具有決定性的影響。分布板的主要作用包括：

(1)均勻分布流體，同時使流體通過分布板的能耗最小；

(2)保證在分布板附近形成良好的氣-固、液-固接觸條件，以使所有粒子都處于運動狀態，從而消除死區；

(3)分布板不被堵塞和腐蝕，可操作的周期長，特別是在操作過程中或在突然停止操作之后，固體顆粒不會漏流入分布板以下的空間中。

尋找能快速、準確、靈敏、環保地判斷流化床分布板的板孔或風帽堵塞的方法，檢測分布板上的死區和結塊，識別流化狀態(臨界流化速度、起始鼓泡速度、臨界湍動速度、快速流化速度和顆粒的帶出速度的正確檢測)，測量分布板風帽的最大射流距離等基本參數的方法，不僅有助于加深對流化床反應器的認識、加快分布板的改造和設計，而且對于安全生產和優化操作、工業反應器的開發設計具有重要的指導意義。

目前，工廠中對分布板的性能考察主要通過生產過程的平穩運行和產品質量的穩定可靠而間接反映，其板孔或風帽的堵塞與否由壓差計通過測定壓差來判斷，但由于壓差計在測定過程中經常被堵塞而誤報、錯報；流化狀態的識別主要通過壓力脈動信號進行判斷，但尚停留在實驗室階段。而射線法，光檢測法等方法，主要考察分布板上方的氣泡的生長、聚并和破裂行為，不能具體檢測分布板上死區、結塊及其造成的板孔和/或風帽的堵塞，更不能識別顆粒流化過程中的流動狀態。同時，采用光檢測法還需要將光源伸入流化床中，可能影響內部的流場，對系統內部的流動和反應造成影響。而射線法對人體則存在著致命的傷害。為此，本發明提出了一種具有檢測靈敏、安全環保、簡易快捷等特點的流化床分布板聲發射檢測技術，將聲發射信號接收裝置放置于分布板下方的非開孔處，能夠實現對板孔或風帽堵塞的及時判斷、分布板上死區和結塊實時預警，流化狀態正確檢測，風帽最大射流距離的精確測量等功能。

發明內容

本發明的目的是提供一種流化床反應器分布板的檢測方法。

包括以下步驟：

1)在流化床分布板下方非開孔處設置一個或多個的聲發射信號接收裝置；

2)聲發射信號接收裝置接收流化床反應器內部顆粒撞擊分布板的聲發射信號；

3)選取分布板上聲發射信號中的頻率F、振幅A、能量E作為特征變量；

4)通過分布板上聲發射信號頻率F，或振幅A，或能量E的分布狀況判斷分布板板孔或風帽的堵塞，以及分布板上的死區和結塊是否存在；通過聲發射信號能量E的變化確定臨界流化速度、起始鼓泡速度、臨界湍動速度、快速流化速度和顆粒的帶出速度；通過沿風帽出氣方向的聲發射信號能量E的變化獲得分布板風帽的最大射流距離。

所述的通過分布板上聲發射信號頻率F，或振幅A，或能量E的分布狀況判斷分布板板孔或風帽的堵塞，以及分布板上的死區和結塊是否存在：當某區域的聲發射能量值與分布板上最大聲發射能量值的比值50～55％時，表明該區域分布板板孔或風帽的堵塞；當某區域的聲發射能量值與分布板上最大聲發射能量值的比值40～45％時，表明該區域為分布板死區和結塊；

所述的通過聲發射信號能量E的變化確定臨界流化速度、起始鼓泡速度、臨界湍動速度、快速流化速度和顆粒的帶出速度：當能量比或其方差值為7～8時，氣速為臨界流化速度，當能量比或其方差值為4～6時，氣速為臨界湍動速度，當能量比或其方差值為0.3～1.5時，氣速為快速流化速度，當能量比或其方差值為0.1～0.8時，氣速為顆粒的帶出速度；

所述的通過聲發射信號能量E的變化確定臨界流化速度、起始鼓泡速度、臨界湍動速度、快速流化速度和顆粒的帶出速度：當測定平均粒徑為0.32mm顆粒隨著氣速的逐漸增大而流化運動產生的聲信號時，當能量比或其方差值為為7～11時，氣速為起始鼓泡速度。

所述的通過沿風帽出氣方向的聲發射信號能量E的變化獲得分布板風帽的最大射流距離：當聲發射能量最大值時，即為風帽最大射流距離處。

本發明與現有的方法相比具有如下一些優點：

1)振動接收裝置是非插入式的，安裝簡易方便，不會影響多相流體的運動或內部的反應；

2)不需要發射源。振動信號是流體在運動過程中產生的，安全環保；

3)對測量條件要求低，能在比較惡劣的環境下全天候工作，即使在高溫高壓等苛刻環境下仍能正常工作；