流化床聚合反應(yīng)器顆粒生長與流動模式的研究.pdf

1、浙江大學(xué)博士學(xué)位論文流化床聚合反應(yīng)器顆粒生長與流動模式的研究姓名：楊寶柱申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：化學(xué)工程指導(dǎo)教師：陽永榮20050401浙江人學(xué)博I學(xué)位論文可以求得催化劑粒徑及其分布、操作氣速、反應(yīng)溫度、乙烯濃度和丁烯濃度等操作參數(shù)，由此進(jìn)行生產(chǎn)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(jù)工業(yè)裝置的生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析了計(jì)算結(jié)果的合理性。其中，運(yùn)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(diào)整參數(shù)少、收斂速度快和全局優(yōu)化等優(yōu)點(diǎn)。(3

2、)首次將聲波測量技術(shù)應(yīng)用于氣相流化床聚合反應(yīng)器中顆粒流動模式和料位高度的測量，實(shí)現(xiàn)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(yùn)行。其中，運(yùn)用聲發(fā)射技術(shù)測得氣固流化床的顆粒流動模式，發(fā)現(xiàn)其與顆粒粒徑和表觀氣速密切相關(guān)。論文系統(tǒng)考察了粒徑和氣速對流型的影響，發(fā)現(xiàn)對于顆粒粒徑為500岬的聚乙烯顆粒，當(dāng)表觀氣速在03～07m／s內(nèi)，其對應(yīng)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(shí)，流動模式將轉(zhuǎn)化為無滯留區(qū)的單循

3、環(huán)流動模式。而當(dāng)顆粒平均粒徑降為365prn，對應(yīng)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(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，滯留區(qū)位置與靜床高無關(guān)。根據(jù)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(jù)——聲能量的均方差比達(dá)到最大時(shí)的床高即為料位高度。判據(jù)在實(shí)驗(yàn)室冷模裝置和工業(yè)流化床熱模裝置上成功獲得了驗(yàn)證。(4)首次將三種混沌特征參數(shù)——最大Lyapunov指數(shù)、關(guān)聯(lián)維數(shù)和K熵同時(shí)應(yīng)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(shù)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(zhuǎn)變過程，并且在不同的操作條件下呈現(xiàn)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(jìn)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?；煦绶治鐾瑫r(shí)發(fā)現(xiàn)，明顯的氣泡是床層運(yùn)動進(jìn)入混沌態(tài)的最重要因素。相比于關(guān)聯(lián)維數(shù)和K熵，最大Lyapunov指數(shù)能更為清晰地反映床層運(yùn)動中顆粒從靜止到起始流化的轉(zhuǎn)型特征，而關(guān)聯(lián)維數(shù)和K熵