流化床聚合反應器顆粒生長與流動模式的研究.pdf

1、浙江大學博士學位論文流化床聚合反應器顆粒生長與流動模式的研究姓名：楊寶柱申請學位級別：博士專業(yè)：化學工程指導教師：陽永榮20050401浙江人學博I學位論文可以求得催化劑粒徑及其分布、操作氣速、反應溫度、乙烯濃度和丁烯濃度等操作參數，由此進行生產可獲得具有良好流態(tài)化特性的聚乙烯顆粒粒徑分布。根據工業(yè)裝置的生產數據分析了計算結果的合理性。其中，運用粒子群優(yōu)化算法求解模型的非線性規(guī)劃問題，算法具有調整參數少、收斂速度快和全局優(yōu)化等優(yōu)點。(3

2、)首次將聲波測量技術應用于氣相流化床聚合反應器中顆粒流動模式和料位高度的測量，實現了氣固流化床簡易快捷、安全環(huán)保的在線監(jiān)控，并投入工業(yè)運行。其中，運用聲發(fā)射技術測得氣固流化床的顆粒流動模式，發(fā)現其與顆粒粒徑和表觀氣速密切相關。論文系統(tǒng)考察了粒徑和氣速對流型的影響，發(fā)現對于顆粒粒徑為500岬的聚乙烯顆粒，當表觀氣速在03～07m／s內，其對應的流動模式為帶有滯留區(qū)的雙循環(huán)模式。如果氣速增大到o8m／s以上時，流動模式將轉化為無滯留區(qū)的單循

3、環(huán)流動模式。而當顆粒平均粒徑降為365prn，對應的雙循環(huán)流動模式蛻化為單循環(huán)模式壁面不存在滯留區(qū)。進一步發(fā)現，滯留區(qū)位置與靜床高無關。根據聲波能量隨流化床高的規(guī)律性變化，首次提出了聲信號測定料位的判據——聲能量的均方差比達到最大時的床高即為料位高度。判據在實驗室冷模裝置和工業(yè)流化床熱模裝置上成功獲得了驗證。(4)首次將三種混沌特征參數——最大Lyapunov指數、關聯維數和K熵同時應用于氣固流化床聲信號的分析，研究表明，三種混沌特征參

4、數均能敏感而明確地指示出固定床、鼓泡流化和湍動流化等不同流型之間的轉變過程，并且在不同的操作條件下呈現一定的規(guī)律性，為流型識別提供了新思路。而在顆粒流化的全過程中，混沌程度隨氣速增加呈凸形曲線，其中從進入鼓泡態(tài)到湍動流化狀態(tài)階段顆粒的聲波信號存在著混沌特征。混沌分析同時發(fā)現，明顯的氣泡是床層運動進入混沌態(tài)的最重要因素。相比于關聯維數和K熵，最大Lyapunov指數能更為清晰地反映床層運動中顆粒從靜止到起始流化的轉型特征，而關聯維數和K熵