《催化裂化油漿靜電脫固技術(shù)》針對催化裂化油漿的高值化利用需求,系統(tǒng)地論述了催化裂化油漿靜電脫固方法的介電泳原理、顆粒在電場中的受力、冷模及熱模實驗設(shè)計方法、靜電脫固仿真計算以及靜電脫固模型,深入總結(jié)了作者及其團隊在催化裂化油漿靜電脫固方面的成果與創(chuàng)新。
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《催化裂化油漿靜電脫固技術(shù)》既有理論,又有試驗,對工程實踐具有很好的指導(dǎo)意義。
李強,男,201年獲得浙江大學(xué)化工過程機械專業(yè)博士學(xué)位,現(xiàn)就職于中國石油大學(xué)(華東)新能源學(xué)院,副教授,博導(dǎo),主要從事流體流動與流體機械、多相流分離技術(shù)等方面的研究,主持承擔(dān)國家自然科學(xué)基金2項,省部級課題4項,以第一作者或通訊作者發(fā)表論文50余篇,其中被SCI/EI收錄30余篇;以第一發(fā)明人授權(quán)發(fā)明專利20余項。
許偉偉,女, 2013年獲得浙江大學(xué)化工過程機械專業(yè)博士學(xué)位,現(xiàn)就職于中國石油大學(xué)(華東)新能源學(xué)院,副教授,碩導(dǎo),主要從事多相流分離機理研究及分離設(shè)備設(shè)計優(yōu)化方面的研究,主持承擔(dān)國家自然科學(xué)基金1項,省部級課題2項,并參與完成多個國家、省部級科技項目,獲山東省講課比賽三等獎。
目錄
第1章緒論(1)
1.1催化裂化油漿性質(zhì)(1)
1.2催化裂化油漿脫固方法(3)
1.2.1沉降分離法(3)
1.2.2過濾分離法(3)
1.2.3離心分離法(4)
1.2.4靜電分離法(4)
1.3靜電分離法研究進展(5)
1.3.1靜電分離技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用(5)
1.3.2催化裂化油漿靜電脫固發(fā)展歷程(8)
第2章靜電分離法的機理分析(12)
2.1介電泳原理(12)
2.1.1基本定律和方程(12)
2.1.2電介質(zhì)(13)
2.1.3電偶極子(13)
2.1.4催化劑顆粒的偶極矩(14)
2.1.5催化劑顆粒所受介電泳力(16)
2.2固相顆粒的受力分析(18)
2.2.1靜電力(18)
2.2.2有效重力(18)
2.2.3曳力(19)
2.2.4布朗力(19)
2.2.5附加質(zhì)量力(19)
2.2.6巴賽特力(20)
2.2.7馬格努斯力(20)
2.2.8薩夫曼升力(20)
2.2.9壓力梯度力(21)
第3章靜電分離冷模實驗研究(22)
3.1實驗介質(zhì)(22)
3.2實驗裝置(23)
3.2.1靜態(tài)實驗裝置(23)
3.2.2動態(tài)實驗裝置(24)
3.2.3微觀實驗裝置(25)
3.2.4輔助實驗裝置(25)
3.3實驗方案(29)
3.3.1靜態(tài)實驗流程(29)
3.3.2動態(tài)實驗流程(30)
3.3.3微觀實驗流程(31)
3.3.4測量及分析方法(31)
3.4靜態(tài)實驗結(jié)果分析(32)
3.4.1結(jié)構(gòu)參數(shù)對分離效率的影響(33)
3.4.2物性參數(shù)對分離效率的影響(36)
3.4.3操作參數(shù)對分離效率的影響(38)
3.4.4交流電源電場參數(shù)對分離效率的影響(43)
3.4.5靜電分離裝置分離性能預(yù)測模型(47)
3.5動態(tài)循環(huán)實驗結(jié)果分析(48)
3.5.1沉降對分離效率的影響(48)
3.5.2動態(tài)循環(huán)靜電分離實驗時間的確定(50)
3.5.3電壓對分離效率的影響(51)
3.5.4填料量對分離效率的影響(52)
3.5.5進口流量對分離效率的影響(53)
3.5.6靜電分離器的飽和吸附量分析(54)
3.6動態(tài)非循環(huán)實驗結(jié)果分析(55)
3.6.1催化劑顆粒濃度對分離效率的影響(55)
3.6.2電壓對分離效率的影響(56)
3.6.3填料量對分離效率的影響(57)
3.6.4進口流量對分離效率的影響(58)
3.7微觀實驗結(jié)果分析(59)
第4章靜電分離熱模實驗研究(62)
4.1實驗介質(zhì)(62)
4.2實驗裝置(63)
4.2.1靜電分離器(63)
4.2.2催化裂化油漿性質(zhì)檢測裝置(64)
4.3實驗方案(65)
4.3.1實驗流程(65)
4.3.2實驗所用固含量測定方法(66)
4.4熱模實驗結(jié)果分析(66)
4.4.1操作參數(shù)對靜電分離效率的影響(66)
4.4.2填料參數(shù)對靜電分離效率的影響(69)
4.4.3油漿性質(zhì)對分離效率的影響(71)
4.4.4外加電壓、加熱溫度對瀝青質(zhì)與固體顆粒競爭吸附的影響(74)
第5章物理模型和幾何模型的構(gòu)建(77)
5.1物理模型的構(gòu)建(77)
5.1.1電場控制方程(77)
5.1.2流場控制方程(78)
5.2幾何模型的構(gòu)建(78)
5.3網(wǎng)格劃分及無關(guān)性驗證(80)
5.4模型驗證(81)
第6章靜電分離相關(guān)數(shù)學(xué)模型(83)
6.1有效接觸點模型(83)
6.1.1外加電壓對裝置內(nèi)電場分布的影響(83)
6.1.2模擬建立過程(88)
6.2單元有效吸附率模型(98)
6.2.1模型建立過程(98)
6.2.2實驗驗證過程(104)
6.3有效吸附區(qū)域模型(106)
6.3.1電場及流場特性分析(108)
6.3.2催化劑顆粒受力與運動分析(110)
6.3.3催化劑顆粒的有效吸附區(qū)域(111)
6.3.4離子載流子濃度對有效吸附區(qū)域的影響(112)
6.3.5電壓對有效吸附區(qū)域的影響(113)
6.3.6預(yù)測模型建立過程(115)
6.4靜電分離效率計算模型(115)
第7章靜態(tài)體系靜電分離模擬研究(119)
7.1顆粒運動分析(119)
7.1.1顆粒運動軌跡的分析(119)
7.1.2顆粒速度的分析(122)
7.2結(jié)構(gòu)參數(shù)對靜電分離的影響(126)
7.2.1填料直徑對分離效率的影響(126)
7.2.2填料堆積方式對分離效率的影響(129)
7.2.3內(nèi)電極直徑對分離效率的影響(131)
7.2.4電場均勻特性對分離效率的影響(136)
7.2.5電極形狀對靜電分離效率的影響(140)
7.2.6電極材料對靜電分離效率的影響(143)
7.2.7填料材質(zhì)對靜電分離的影響(144)
7.3物性參數(shù)對靜電分離的影響(146)
7.4操作參數(shù)對靜電分離的影響(148)
7.4.1加熱溫度對靜電分離的影響(148)
7.4.2分離時間對固體顆粒吸附的影響(152)
第8章動態(tài)體系靜電分離模擬研究(154)
8.1重力方向運動流場中顆粒運動分析(154)
8.1.1重力方向運動流場中顆粒運動軌跡(154)
8.1.2重力方向運動流場中顆粒受力和速度分析(155)
8.2逆重力方向運動流場中顆粒運動分析(156)
8.2.1逆重力方向運動流場中顆粒運動軌跡(156)
8.2.2逆重力方向運動流場中顆粒受力和速度分析(157)
8.3操作參數(shù)對靜電分離的影響(158)
8.3.1電壓對催化劑顆粒吸附的影響(158)
8.3.2填料層數(shù)對催化劑顆粒吸附的影響(159)
8.3.3進口流速對催化劑顆粒吸附的影響(160)
參考文獻(162)