新型喷雾造粒喷嘴内闪蒸过程数值模拟
摘要
超临界条件下喷雾造粒技术是重质油深度梯级分离工艺中的一个关键技术,它能实现将硬沥青从萃取塔底释放出来,进行喷雾造粒,并在造粒塔内实现气固分离,回收溶剂,这个过程利用超临界流体的能量,不产生新的能耗。在此工艺中,超临界状态下的戊烷的闪蒸速率对沥青造粒质量起着关键作用。文章根据戊烷闪蒸相变中的传质传热规律,改进了闪蒸过程的模型,并将其植入到CFD软件FLUENT中,较为准确的预测了闪蒸雾化的非平衡热力学过程。模拟结果表明:喷嘴内压力呈梯级下降,随着入口压力的降低和温度的增大喷嘴内压力变化幅度减缓;随着喷孔段长度的增加,喷孔段内压降变得较为平缓,喷孔段中的温度略有升高,溶剂的汽化率略有升高;随着喷孔段直径的增加使得戊烷在喷嘴内及喷孔段的汽化率增大,由于降低了喷出前液态沥青中溶剂的含量,对出口形成质地致密的沥青颗粒是有利的。
引文
[1]徐春明,赵锁奇,卢春喜,等.重质油梯级分离工艺的工程基础研究[J].化工学报,2010,61(9):2393-2400.
[2]孙显峰,孙学文,赵锁奇,等.PGSS法用于脱油沥青颗粒的制备[J].化工学报,2010,24(2):0290.
[3] Johnson G, Massoudi M, Rajagopal K R. Flow of a fluid-solid mixture between flat plates[J].Chemical Engineer Science,1991, 46(7):1713-1723.
[4] Neroorkar K, Schmidt D. Model of vapor-liquid equilibrium of gasoline-ethanol blended fuels for flash boiling simulations[J]. Fuel, 2011, 90(2):655-673.
[5] Sher E, Bar Kohany T, Rashkovan A, Flash-boiling atomization[J]. Progress in Energy and Combusition Science, 2008, 34(4):417-439.
[6]聂永广,毛羽,王江云,等.高压射流中戊烷闪蒸过程数值模拟[J].石油学报,2012,28(5):0814-0821.
[2]孙显峰,孙学文,赵锁奇,等.PGSS法用于脱油沥青颗粒的制备[J].化工学报,2010,24(2):0290.
[3] Johnson G, Massoudi M, Rajagopal K R. Flow of a fluid-solid mixture between flat plates[J].Chemical Engineer Science,1991, 46(7):1713-1723.
[4] Neroorkar K, Schmidt D. Model of vapor-liquid equilibrium of gasoline-ethanol blended fuels for flash boiling simulations[J]. Fuel, 2011, 90(2):655-673.
[5] Sher E, Bar Kohany T, Rashkovan A, Flash-boiling atomization[J]. Progress in Energy and Combusition Science, 2008, 34(4):417-439.
[6]聂永广,毛羽,王江云,等.高压射流中戊烷闪蒸过程数值模拟[J].石油学报,2012,28(5):0814-0821.