FCC 三旋細顆粒凝結長大特性實驗研究

王斯民, 宋 晨, 王家瑞, 孫利娟, 張早校, 文 鍵

(1. 西安交通大學 化學工程與技術學院, 陜西 西安 710049;2. 西安交通大學 能源與動力工程學院, 陜西 西安 710049)

1 前 言

三級旋風裝置是目前流化催化裂化工藝(FCC)中提高尾氣凈化率的關鍵裝置，主要分為3 種形式：立管式、臥管式和大三旋。大三旋的除塵效率最高，在80%左右[1-2]，但只能將6 μm 以上的顆粒基本除去。蒸汽相變凝并技術是使蒸汽以細顆粒為核，在其表面發生異質冷凝，實現顆粒團聚。自20 世紀以來，國內外就開始了蒸汽凝并脫除細顆粒物的研究[3]。

理論模型方面，BUNZ 等[4]提出顆粒的形狀修正因子，對預測顆粒相變長大的Mason 公式進行了修正；HENDRICH 等[5]得到了過飽和度、初始粒徑等對顆粒核化的活化率及長大速率的作用規律；LIU[6-7]通過理論計算得出了顆粒異質核化和均值核化的動力學模型，給出了控制異質核化過程的主要因素；SERGEY 等[8]探究了氣態混合物中的納米粒子在過飽和蒸汽環境下的長大效果，得到納米粒子異質核化的理論模型；FAN 等[9-10]綜合考慮顆粒表面張力、粗糙度及液膜的表面擴散機制，得出了PM10顆粒的異質核化模型。基于經典核化及液滴凝結理論，他們還建立了 PM2.5顆粒異質核化模型，并據此提出了蒸汽過飽和度等關鍵操作參數對顆粒成核的理論影響趨勢。

實驗方面，目前對于蒸汽凝并技術的研究重點大多是結合蒸汽相變原理進行除塵工藝、除塵設備方面的改進。SUN 等[11]應用蒸汽相變的方法對濕式除塵器進行了結構上的改進，實現了對污泥焚燒場廢氣的高效脫除；……