本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種流化床反應(yīng)器中細(xì)粉揚(yáng)析的監(jiān)控方法。在流化床反應(yīng)器、循環(huán)氣壓縮機(jī)、循環(huán)氣冷卻器、循環(huán)氣管道等組成的密閉循環(huán)系統(tǒng)中設(shè)置聲學(xué)傳感器，接收系統(tǒng)內(nèi)流體流動(dòng)過程中發(fā)出的聲波信號(hào)；通過對比實(shí)時(shí)聲波信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)聲波信號(hào)來確定細(xì)粉揚(yáng)析量所處的水平，并與細(xì)粉揚(yáng)析量控制值進(jìn)行比較，判定細(xì)粉揚(yáng)析量是否超過最大容忍量，以及時(shí)采取調(diào)控措施，防止細(xì)粉過量夾帶。本發(fā)明專利技術(shù)不僅有助于避免循環(huán)系統(tǒng)結(jié)垢堵塞等問題，延長裝置的運(yùn)行周期；而且可以減少細(xì)粉的跑損，降低生產(chǎn)成本；同時(shí)兼具安全環(huán)保、綠色無污染等特點(diǎn)。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及流化床反應(yīng)器的操作優(yōu)化，更具體地涉及。
技術(shù)介紹
細(xì)粉揚(yáng)析是指氣流從流化床反應(yīng)器內(nèi)由各種粒徑的顆粒形成的床層中選擇性地夾帶出細(xì)粉的過程。在鼓泡/湍動(dòng)流化床反應(yīng)器中，一般都設(shè)計(jì)了較高的自由空間或加設(shè)擴(kuò)大段供顆粒沉降，選擇性地設(shè)計(jì)旋風(fēng)分離器以進(jìn)一步回收細(xì)粉。在循環(huán)流化床中，一般都設(shè)計(jì)了旋風(fēng)分離器以回收細(xì)粉。然而，采用上述手段并不能完全消除細(xì)粉揚(yáng)析，仍有一定數(shù)量的細(xì)粉被帶出流化床反應(yīng)器進(jìn)入后系統(tǒng)。這部分細(xì)粉如果不能回收利用，一方面會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)成本的提高，另一方面會(huì)引發(fā)循環(huán)氣冷卻器換熱效率降低、壓降升高、甚至堵塞等一系列問題，嚴(yán)重影響裝置的長周期穩(wěn)定運(yùn)行。傳統(tǒng)的氣相流化床聚合反應(yīng)工藝中流化床反應(yīng)器、循環(huán)氣壓縮機(jī)、循環(huán)氣冷卻器、循環(huán)氣管道等組成密閉循環(huán)回路。從流化床反應(yīng)器出來的攜帶細(xì)粉的循環(huán)氣在回路中循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)，細(xì)粉可能粘附沉積在循環(huán)氣管道、循環(huán)氣冷卻器、循環(huán)氣壓縮機(jī)等設(shè)備中。新型的多區(qū)循環(huán)聚合反應(yīng)工藝具有類似的問題，構(gòu)成密閉循環(huán)回路的多區(qū)循環(huán)反應(yīng)器、循環(huán)氣壓縮機(jī)、循環(huán)氣管道中同樣存在細(xì)粉粘附沉積的可能。需要注意的是，這些細(xì)粉往往有一定的聚合活性，一般粒子愈細(xì)則活性愈高。高活性的細(xì)粉粘附后易熔融結(jié)塊，使得循環(huán)氣冷卻器換熱效率降低、壓降升高，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致循環(huán)氣冷卻器的堵塞。當(dāng)流化床聚合反應(yīng)系統(tǒng)正常穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，大部分細(xì)粉都被循環(huán)氣攜帶返回流化床反應(yīng)器，細(xì)粉在循環(huán)系統(tǒng)中的累積量很小，循環(huán)系統(tǒng)只需要3個(gè)月或更長的時(shí)間清理一次。一般認(rèn)為，流化床反應(yīng)器的循環(huán)系統(tǒng)對細(xì)粉揚(yáng)析量存在一個(gè)最大忍受量，當(dāng)細(xì)粉揚(yáng)析量低于最大忍受量時(shí)，清理循環(huán)系統(tǒng)所需的周期對工業(yè)生產(chǎn)而言是可以接受的；反之，當(dāng)細(xì)粉揚(yáng)析量高于最大忍受量時(shí)，聚合反應(yīng)系統(tǒng)的運(yùn)行周期將大為縮短，甚至導(dǎo)致非計(jì)劃停車。不同的流化床聚合反應(yīng)系統(tǒng)對細(xì)粉揚(yáng)析的最大忍受量是不同的，對特定的聚合反應(yīng)系統(tǒng)，需要結(jié)合實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)確定合適的最大忍受量。為了將流化床反應(yīng)器的細(xì)粉揚(yáng)析量控制在合理的水平，需要對細(xì)粉揚(yáng)析量進(jìn)行在線檢測。細(xì)粉揚(yáng)析量的檢測屬于氣固兩相流中固相流量檢測的范疇。文獻(xiàn)中提及的氣固兩相流中固相流量的檢測方法包括靜電法、光學(xué)法、電學(xué)法、微波法、聲學(xué)法等，多是針對管道中固相流量的檢測。例如，基于靜電感應(yīng)原理的靜電流量計(jì)和基于超聲波衰減原理的超聲波流量計(jì)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。又例如，中國專利CN01126941.3通過檢測透射光強(qiáng)的隨機(jī)脈動(dòng)程度得到煤粉密度、濃度、流速和流量等參數(shù)。中國專利CN98808828.2通過檢測交變電場的頻率偏移來確定兩相流的氣相中固體或液體的含量。歐洲專利EP0717269、EP0669522、美國專利US5177334和中國專利CN02827877.1使用微波測量系統(tǒng)來測量兩相流的氣相中固體或液體的含量。中國專利CN00125923.7通過侵入式地拾取管內(nèi)流體粒子相互碰撞產(chǎn)生的聲波來檢測管道內(nèi)介質(zhì)流量。中國專利CN201210359840.8通過非侵入式地管內(nèi)流體粒子相互碰撞產(chǎn)生的聲波來檢測管道內(nèi)介質(zhì)流量。中國專利CN201220349710.1采用X射線、Y射線等輻射源，通過測量射線通過流體的輻射強(qiáng)度衰減來獲得氣固兩相流中顆粒的信息。但是，流化床聚合反應(yīng)系統(tǒng)的細(xì)粉揚(yáng)析檢測具有被測對象直徑大(>500mm)、氣固兩相流中固相含量低等特點(diǎn)，使用現(xiàn)有的檢測方法不能實(shí)現(xiàn)對細(xì)粉揚(yáng)析量地準(zhǔn)確測量。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本專利技術(shù)的目的是提供一種。流化床反應(yīng)器中細(xì)粉揚(yáng)析的調(diào)控方法的步驟如下:步驟1:在包括流化床反應(yīng)器、循環(huán)氣壓縮機(jī)、循環(huán)氣冷卻器、循環(huán)氣管道的密閉循環(huán)回路系統(tǒng)中設(shè)置聲學(xué)傳感器，用于接收系統(tǒng)內(nèi)流體流動(dòng)過程中發(fā)出的聲波信號(hào)A ;步驟2:將系統(tǒng)中細(xì)粉揚(yáng)析量Q分為η個(gè)水平，Qi>Q1-l, i=l、2、……、η，η≤2，分別采集不同細(xì)粉揚(yáng)析量水平下的聲波信號(hào)作為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，記為An ；步驟3:對系統(tǒng)運(yùn)行過程中任一時(shí)刻采集的聲波信號(hào)Αχ，通過比較任一時(shí)刻采集的聲波信號(hào)Ax與η個(gè)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)之間的距離rx, i的相對大小來確定任一時(shí)刻采集的聲波信號(hào)Ax所對應(yīng)的細(xì)粉揚(yáng)析量Qx所處的水平；步驟4:比較細(xì)粉揚(yáng)析量Qx與細(xì)粉揚(yáng)析量控制值Qset,如果Qx>Qset,則調(diào)節(jié)流化床反應(yīng)器操作參數(shù),并重復(fù)步驟3和步驟4，直至Qx〈Qset ;如果Qx ( Qset,則認(rèn)為系統(tǒng)細(xì)粉揚(yáng)析量在可忍受范圍，不進(jìn)行調(diào)控。所述的將系統(tǒng)中細(xì)粉揚(yáng)析量Q分為η個(gè)水平:其中，Ql=O或Q1=0，且Qn/QG≤Pb，QG為氣固兩相流的體積流量，P b為流化床反應(yīng)器中床層的最大松密度。所述的將系統(tǒng)中細(xì)粉揚(yáng)析量Q分為η個(gè)水平，其中當(dāng)η為3時(shí):Q1=0，Q2=Qset,Q3>Qset, Qset為流化床反應(yīng)器中對細(xì)粉揚(yáng)析的最大忍受量。所述的步驟3為:(I)分別計(jì)算任一時(shí)刻采集的聲波信號(hào)Ax與η個(gè)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)之間的距離rx，i，其中，rx, i為Ax與第i個(gè)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)Ai的距離，i=l、2、......、η ；(2)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)之間的距離rx，i構(gòu)成的數(shù)列中最小值所對應(yīng)的序號(hào)j，j=l、2、......、n-1 ；(3)按照下述規(guī)則判斷細(xì)粉揚(yáng)析量Qx所處的水平:如果rx, j=0,則聲波信號(hào)Ax所對應(yīng)的細(xì)粉揚(yáng)析量Qx=Qj ；如果rx，j>0，j=l，則聲波信號(hào)Ax所對應(yīng)的細(xì)粉揚(yáng)析量Qx位于Ql和Q2之間；如果rx, j>0, j>l,且rx, j_l>rx, j+1，則聲波信號(hào)Ax所對應(yīng)的細(xì)粉揚(yáng)析量Qx位于Qj和Qj+Ι之間；如果rx, j>0, j>l,且rx, j-l<rx, j+1,則聲波信號(hào)Ax所對應(yīng)的細(xì)粉揚(yáng)析量Qx位于Qj-1和Qj之間。所述的聲波信號(hào)A是通過模數(shù)轉(zhuǎn)換后得到數(shù)字信號(hào)，包含的點(diǎn)數(shù)為P，P > I。本專利技術(shù)提出的方法和裝置適用于所有流化床反應(yīng)器中細(xì)粉揚(yáng)析的調(diào)控，包括但不限于鼓泡流化床、湍動(dòng)流化床、循環(huán)流化床、多區(qū)循環(huán)反應(yīng)器(由上升段、旋風(fēng)分離器和下降段組成)。其能夠快速、準(zhǔn)確地判定流化床反應(yīng)器中細(xì)粉揚(yáng)析量是否超過最大容忍量，以及時(shí)采取調(diào)控措施防止細(xì)粉過量夾帶導(dǎo)致的循環(huán)系統(tǒng)結(jié)垢堵塞等問題，延長裝置的運(yùn)行周期；同時(shí)，也有助于減少細(xì)粉的跑損，降低生產(chǎn)成本；此外，還具有安全環(huán)保、綠色無污染等特點(diǎn)。【附圖說明】圖1示意性顯示了實(shí)施例1中根據(jù)本專利技術(shù)的用于流化床反應(yīng)器中細(xì)粉揚(yáng)析量調(diào)控裝置的結(jié)構(gòu)。圖2給出了實(shí)施例1調(diào)節(jié)過程中細(xì)粉揚(yáng)析量隨時(shí)間的變化趨勢。圖3示意性顯示了實(shí)施例2中根據(jù)本專利技術(shù)的用于流化床反應(yīng)器中細(xì)粉揚(yáng)析量調(diào)控裝置的結(jié)構(gòu)。圖4給出了實(shí)施例2調(diào)節(jié)過程中細(xì)粉揚(yáng)析量隨時(shí)間的變化趨勢。【具體實(shí)施方式】流化床反應(yīng)器中細(xì)粉揚(yáng)析的調(diào)控方法的步驟如下:步驟1:在包括流化床反應(yīng)器、循環(huán)氣壓縮機(jī)、循環(huán)氣冷卻器、循環(huán)氣管道的密閉循環(huán)回路系統(tǒng)中設(shè)置聲學(xué)傳感器，用于接收系統(tǒng)內(nèi)流體流動(dòng)過程中發(fā)出的聲波信號(hào)A ;步驟2:將系統(tǒng)中細(xì)粉揚(yáng)析量Q分為n個(gè)水平，Qi>Q1-l, i=l、2、……、n，n≥2，分別采集不同細(xì)粉揚(yáng)析量水平下的聲波信號(hào)作為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，記為An ；步驟3:對系統(tǒng)運(yùn)行過程中任一時(shí)刻采集的聲波信號(hào)Ax，通過比較任一時(shí)刻采集的聲波信號(hào)Ax與n個(gè)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)之間的距離rx, i的相對大小來確定任一時(shí)刻采集的聲波信號(hào)A本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種流化床反應(yīng)器中細(xì)粉揚(yáng)析的調(diào)控方法，其特征在于它的步驟如下：步驟1：在包括流化床反應(yīng)器、循環(huán)氣壓縮機(jī)、循環(huán)氣冷卻器、循環(huán)氣管道的密閉循環(huán)回路系統(tǒng)中設(shè)置聲學(xué)傳感器，用于接收系統(tǒng)內(nèi)流體流動(dòng)過程中發(fā)出的聲波信號(hào)A；步驟2：將系統(tǒng)中細(xì)粉揚(yáng)析量Q分為n個(gè)水平，Qi>Qi?1，i=1、2、……、n，n≥2，分別采集不同細(xì)粉揚(yáng)析量水平下的聲波信號(hào)作為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，記為An；步驟3：對系統(tǒng)運(yùn)行過程中任一時(shí)刻采集的聲波信號(hào)Ax，通過比較任一時(shí)刻采集的聲波信號(hào)Ax與n個(gè)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)之間的距離rx,i的相對大小來確定任一時(shí)刻采集的聲波信號(hào)Ax所對應(yīng)的細(xì)粉揚(yáng)析量Qx所處的水平；步驟4：比較細(xì)粉揚(yáng)析量Qx與細(xì)粉揚(yáng)析量控制值Qset，如果Qx>Qset，則調(diào)節(jié)流化床反應(yīng)器操作參數(shù)，并重復(fù)步驟3和步驟4，直至Qx
【技術(shù)特征摘要】
1.一種流化床反應(yīng)器中細(xì)粉揚(yáng)析的調(diào)控方法，其特征在于它的步驟如下: 步驟1:在包括流化床反應(yīng)器、循環(huán)氣壓縮機(jī)、循環(huán)氣冷卻器、循環(huán)氣管道的密閉循環(huán)回路系統(tǒng)中設(shè)置聲學(xué)傳感器，用于接收系統(tǒng)內(nèi)流體流動(dòng)過程中發(fā)出的聲波信號(hào)A ; 步驟2:將系統(tǒng)中細(xì)粉揚(yáng)析量Q分為η個(gè)水平，Qi>Q1-l，i=l、2、……、n，n≥2，分別采集不同細(xì)粉揚(yáng)析量水平下的聲波信號(hào)作為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，記為An ； 步驟3:對系統(tǒng)運(yùn)行過程中任一時(shí)刻采集的聲波信號(hào)Ax，通過比較任一時(shí)刻采集的聲波信號(hào)Ax與η個(gè)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)之間的距離rx, i的相對大小來確定任一時(shí)刻采集的聲波信號(hào)Ax所對應(yīng)的細(xì)粉揚(yáng)析量Qx所處的水平； 步驟4:比較細(xì)粉揚(yáng)析量Qx與細(xì)粉揚(yáng)析量控制值Qset,如果Qx>Qset,則調(diào)節(jié)流化床反應(yīng)器操作參數(shù)，并重復(fù)步驟3和步驟4，直至Qx〈Qset ;如果Qx ( Qset，則認(rèn)為系統(tǒng)細(xì)粉揚(yáng)析量在可忍受范圍，不進(jìn)行調(diào)控。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種流化床反應(yīng)器中細(xì)粉揚(yáng)析的調(diào)控方法，其特征在于，所述的將系統(tǒng)中細(xì)粉揚(yáng)析量Q分為η個(gè)水平:其中，Ql=O或Q1=0，且Qn/QG ( Pb, QG為氣固兩相流的體積流量，P b為流化床反應(yīng)器中床層的最大松密度。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種流化床反應(yīng)器中細(xì)粉揚(yáng)析的調(diào)控方法，其特征在于，所述的將系統(tǒng)中細(xì)粉揚(yáng)析量Q...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李邦，黃正梁，王剛，訾燦，尹丕金，王靖岱，淳于宏源，陽永榮，齊東升，蔣斌波，
申請(專利權(quán))人：中沙天津石化有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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