[发明专利]流化床反应器分布板的检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及流化床反应器分布板的检测，尤其涉及一种流化床反应器分布板的检测方法。

背景技术

分布板作为保证流化床良好、稳定流态化的重要构件，虽然它对流化床的直接作用范围仅20～30cm，然而它对整个流化床的流化态质量以及反应器的操作性能都具有决定性的影响。分布板的主要作用包括：

(1)均匀分布流体，同时使流体通过分布板的能耗最小；

(2)保证在分布板附近形成良好的气-固、液-固接触条件，以使所有粒子都处于运动状态，从而消除死区；

(3)分布板不被堵塞和腐蚀，可操作的周期长，特别是在操作过程中或在突然停止操作之后，固体颗粒不会漏流入分布板以下的空间中。

寻找能快速、准确、灵敏、环保地判断流化床分布板的板孔或风帽堵塞的方法，检测分布板上的死区和结块，识别流化状态(临界流化速度、起始鼓泡速度、临界湍动速度、快速流化速度和颗粒的带出速度的正确检测)，测量分布板风帽的最大射流距离等基本参数的方法，不仅有助于加深对流化床反应器的认识、加快分布板的改造和设计，而且对于安全生产和优化操作、工业反应器的开发设计具有重要的指导意义。

目前，工厂中对分布板的性能考察主要通过生产过程的平稳运行和产品质量的稳定可靠而间接反映，其板孔或风帽的堵塞与否由压差计通过测定压差来判断，但由于压差计在测定过程中经常被堵塞而误报、错报；流化状态的识别主要通过压力脉动信号进行判断，但尚停留在实验室阶段。而射线法，光检测法等方法，主要考察分布板上方的气泡的生长、聚并和破裂行为，不能具体检测分布板上死区、结块及其造成的板孔和/或风帽的堵塞，更不能识别颗粒流化过程中的流动状态。同时，采用光检测法还需要将光源伸入流化床中，可能影响内部的流场，对系统内部的流动和反应造成影响。而射线法对人体则存在着致命的伤害。为此，本发明提出了一种具有检测灵敏、安全环保、简易快捷等特点的流化床分布板声发射检测技术，将声发射信号接收装置放置于分布板下方的非开孔处，能够实现对板孔或风帽堵塞的及时判断、分布板上死区和结块实时预警，流化状态正确检测，风帽最大射流距离的精确测量等功能。

发明内容

本发明的目的是提供一种流化床反应器分布板的检测方法。

包括以下步骤：

1)在流化床分布板下方非开孔处设置一个或多个的声发射信号接收装置；

2)声发射信号接收装置接收流化床反应器内部颗粒撞击分布板的声发射信号；

3)选取分布板上声发射信号中的频率F、振幅A、能量E作为特征变量；

4)通过分布板上声发射信号频率F，或振幅A，或能量E的分布状况判断分布板板孔或风帽的堵塞，以及分布板上的死区和结块是否存在；通过声发射信号能量E的变化确定临界流化速度、起始鼓泡速度、临界湍动速度、快速流化速度和颗粒的带出速度；通过沿风帽出气方向的声发射信号能量E的变化获得分布板风帽的最大射流距离。

所述的通过分布板上声发射信号频率F，或振幅A，或能量E的分布状况判断分布板板孔或风帽的堵塞，以及分布板上的死区和结块是否存在：当某区域的声发射能量值与分布板上最大声发射能量值的比值50～55％时，表明该区域分布板板孔或风帽的堵塞；当某区域的声发射能量值与分布板上最大声发射能量值的比值40～45％时，表明该区域为分布板死区和结块；

所述的通过声发射信号能量E的变化确定临界流化速度、起始鼓泡速度、临界湍动速度、快速流化速度和颗粒的带出速度：当能量比或其方差值为7～8时，气速为临界流化速度，当能量比或其方差值为4～6时，气速为临界湍动速度，当能量比或其方差值为0.3～1.5时，气速为快速流化速度，当能量比或其方差值为0.1～0.8时，气速为颗粒的带出速度；

所述的通过声发射信号能量E的变化确定临界流化速度、起始鼓泡速度、临界湍动速度、快速流化速度和颗粒的带出速度：当测定平均粒径为0.32mm颗粒随着气速的逐渐增大而流化运动产生的声信号时，当能量比或其方差值为为7～11时，气速为起始鼓泡速度。

所述的通过沿风帽出气方向的声发射信号能量E的变化获得分布板风帽的最大射流距离：当声发射能量最大值时，即为风帽最大射流距离处。

本发明与现有的方法相比具有如下一些优点：

1)振动接收装置是非插入式的，安装简易方便，不会影响多相流体的运动或内部的反应；

2)不需要发射源。振动信号是流体在运动过程中产生的，安全环保；

3)对测量条件要求低，能在比较恶劣的环境下全天候工作，即使在高温高压等苛刻环境下仍能正常工作；