流化床反应器中细粉扬析的监控方法技术

本发明专利技术公开了一种流化床反应器中细粉扬析的监控方法。在流化床反应器、循环气压缩机、循环气冷却器、循环气管道等组成的密闭循环系统中设置声学传感器，接收系统内流体流动过程中发出的声波信号；通过对比实时声波信号与标准声波信号来确定细粉扬析量所处的水平，并与细粉扬析量控制值进行比较，判定细粉扬析量是否超过最大容忍量，以及时采取调控措施，防止细粉过量夹带。本发明专利技术不仅有助于避免循环系统结垢堵塞等问题，延长装置的运行周期；而且可以减少细粉的跑损，降低生产成本；同时兼具安全环保、绿色无污染等特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及流化床反应器的操作优化，更具体地涉及。
技术介绍
细粉扬析是指气流从流化床反应器内由各种粒径的颗粒形成的床层中选择性地夹带出细粉的过程。在鼓泡/湍动流化床反应器中，一般都设计了较高的自由空间或加设扩大段供颗粒沉降，选择性地设计旋风分离器以进一步回收细粉。在循环流化床中，一般都设计了旋风分离器以回收细粉。然而，采用上述手段并不能完全消除细粉扬析，仍有一定数量的细粉被带出流化床反应器进入后系统。这部分细粉如果不能回收利用，一方面会导致生产成本的提高，另一方面会引发循环气冷却器换热效率降低、压降升高、甚至堵塞等一系列问题，严重影响装置的长周期稳定运行。传统的气相流化床聚合反应工艺中流化床反应器、循环气压缩机、循环气冷却器、循环气管道等组成密闭循环回路。从流化床反应器出来的携带细粉的循环气在回路中循环运转，细粉可能粘附沉积在循环气管道、循环气冷却器、循环气压缩机等设备中。新型的多区循环聚合反应工艺具有类似的问题，构成密闭循环回路的多区循环反应器、循环气压缩机、循环气管道中同样存在细粉粘附沉积的可能。需要注意的是，这些细粉往往有一定的聚合活性，一般粒子愈细则活性愈高。高活性的细粉粘附后易熔融结块，使得循环气冷却器换热效率降低、压降升高，严重时甚至会导致循环气冷却器的堵塞。当流化床聚合反应系统正常稳定运行时，大部分细粉都被循环气携带返回流化床反应器，细粉在循环系统中的累积量很小，循环系统只需要3个月或更长的时间清理一次。一般认为，流化床反应器的循环系统对细粉扬析量存在一个最大忍受量，当细粉扬析量低于最大忍受量时，清理循环系统所需的周期对工业生产而言是可以接受的；反之，当细粉扬析量高于最大忍受量时，聚合反应系统的运行周期将大为缩短，甚至导致非计划停车。不同的流化床聚合反应系统对细粉扬析的最大忍受量是不同的，对特定的聚合反应系统，需要结合实际操作经验确定合适的最大忍受量。为了将流化床反应器的细粉扬析量控制在合理的水平，需要对细粉扬析量进行在线检测。细粉扬析量的检测属于气固两相流中固相流量检测的范畴。文献中提及的气固两相流中固相流量的检测方法包括静电法、光学法、电学法、微波法、声学法等，多是针对管道中固相流量的检测。例如，基于静电感应原理的静电流量计和基于超声波衰减原理的超声波流量计已经实现工业化应用。又例如，中国专利CN01126941.3通过检测透射光强的随机脉动程度得到煤粉密度、浓度、流速和流量等参数。中国专利CN98808828.2通过检测交变电场的频率偏移来确定两相流的气相中固体或液体的含量。欧洲专利EP0717269、EP0669522、美国专利US5177334和中国专利CN02827877.1使用微波测量系统来测量两相流的气相中固体或液体的含量。中国专利CN00125923.7通过侵入式地拾取管内流体粒子相互碰撞产生的声波来检测管道内介质流量。中国专利CN201210359840.8通过非侵入式地管内流体粒子相互碰撞产生的声波来检测管道内介质流量。中国专利CN201220349710.1采用X射线、Y射线等辐射源，通过测量射线通过流体的辐射强度衰减来获得气固两相流中颗粒的信息。但是，流化床聚合反应系统的细粉扬析检测具有被测对象直径大(>500mm)、气固两相流中固相含量低等特点，使用现有的检测方法不能实现对细粉扬析量地准确测量。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种。流化床反应器中细粉扬析的调控方法的步骤如下:步骤1:在包括流化床反应器、循环气压缩机、循环气冷却器、循环气管道的密闭循环回路系统中设置声学传感器，用于接收系统内流体流动过程中发出的声波信号A ;步骤2:将系统中细粉扬析量Q分为η个水平，Qi>Q1-l, i=l、2、……、η，η≤2，分别采集不同细粉扬析量水平下的声波信号作为标准信号，记为An ；步骤3:对系统运行过程中任一时刻采集的声波信号Αχ，通过比较任一时刻采集的声波信号Ax与η个标准信号之间的距离rx, i的相对大小来确定任一时刻采集的声波信号Ax所对应的细粉扬析量Qx所处的水平；步骤4:比较细粉扬析量Qx与细粉扬析量控制值Qset,如果Qx>Qset,则调节流化床反应器操作参数,并重复步骤3和步骤4，直至Qx〈Qset ;如果Qx ( Qset,则认为系统细粉扬析量在可忍受范围，不进行调控。所述的将系统中细粉扬析量Q分为η个水平:其中，Ql=O或Q1=0，且Qn/QG≤Pb，QG为气固两相流的体积流量，P b为流化床反应器中床层的最大松密度。所述的将系统中细粉扬析量Q分为η个水平，其中当η为3时:Q1=0，Q2=Qset,Q3>Qset, Qset为流化床反应器中对细粉扬析的最大忍受量。所述的步骤3为:(I)分别计算任一时刻采集的声波信号Ax与η个标准信号之间的距离rx，i，其中，rx, i为Ax与第i个标准信号Ai的距离，i=l、2、......、η ；(2)计算标准信号之间的距离rx，i构成的数列中最小值所对应的序号j，j=l、2、......、n-1 ；(3)按照下述规则判断细粉扬析量Qx所处的水平:如果rx, j=0,则声波信号Ax所对应的细粉扬析量Qx=Qj ；如果rx，j>0，j=l，则声波信号Ax所对应的细粉扬析量Qx位于Ql和Q2之间；如果rx, j>0, j>l,且rx, j_l>rx, j+1，则声波信号Ax所对应的细粉扬析量Qx位于Qj和Qj+Ι之间；如果rx, j>0, j>l,且rx, j-l<rx, j+1,则声波信号Ax所对应的细粉扬析量Qx位于Qj-1和Qj之间。所述的声波信号A是通过模数转换后得到数字信号，包含的点数为P，P > I。本专利技术提出的方法和装置适用于所有流化床反应器中细粉扬析的调控，包括但不限于鼓泡流化床、湍动流化床、循环流化床、多区循环反应器(由上升段、旋风分离器和下降段组成)。其能够快速、准确地判定流化床反应器中细粉扬析量是否超过最大容忍量，以及时采取调控措施防止细粉过量夹带导致的循环系统结垢堵塞等问题，延长装置的运行周期；同时，也有助于减少细粉的跑损，降低生产成本；此外，还具有安全环保、绿色无污染等特点。【附图说明】图1示意性显示了实施例1中根据本专利技术的用于流化床反应器中细粉扬析量调控装置的结构。图2给出了实施例1调节过程中细粉扬析量随时间的变化趋势。图3示意性显示了实施例2中根据本专利技术的用于流化床反应器中细粉扬析量调控装置的结构。图4给出了实施例2调节过程中细粉扬析量随时间的变化趋势。【具体实施方式】流化床反应器中细粉扬析的调控方法的步骤如下:步骤1:在包括流化床反应器、循环气压缩机、循环气冷却器、循环气管道的密闭循环回路系统中设置声学传感器，用于接收系统内流体流动过程中发出的声波信号A ;步骤2:将系统中细粉扬析量Q分为n个水平，Qi>Q1-l, i=l、2、……、n，n≥2，分别采集不同细粉扬析量水平下的声波信号作为标准信号，记为An ；步骤3:对系统运行过程中任一时刻采集的声波信号Ax，通过比较任一时刻采集的声波信号Ax与n个标准信号之间的距离rx, i的相对大小来确定任一时刻采集的声波信号A本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流化床反应器中细粉扬析的调控方法，其特征在于它的步骤如下：步骤1：在包括流化床反应器、循环气压缩机、循环气冷却器、循环气管道的密闭循环回路系统中设置声学传感器，用于接收系统内流体流动过程中发出的声波信号A；步骤2：将系统中细粉扬析量Q分为n个水平，Qi>Qi?1，i=1、2、……、n，n≥2，分别采集不同细粉扬析量水平下的声波信号作为标准信号，记为An；步骤3：对系统运行过程中任一时刻采集的声波信号Ax，通过比较任一时刻采集的声波信号Ax与n个标准信号之间的距离rx,i的相对大小来确定任一时刻采集的声波信号Ax所对应的细粉扬析量Qx所处的水平；步骤4：比较细粉扬析量Qx与细粉扬析量控制值Qset，如果Qx>Qset，则调节流化床反应器操作参数，并重复步骤3和步骤4，直至Qx

【技术特征摘要】
1.一种流化床反应器中细粉扬析的调控方法，其特征在于它的步骤如下: 步骤1:在包括流化床反应器、循环气压缩机、循环气冷却器、循环气管道的密闭循环回路系统中设置声学传感器，用于接收系统内流体流动过程中发出的声波信号A ; 步骤2:将系统中细粉扬析量Q分为η个水平，Qi>Q1-l，i=l、2、……、n，n≥2，分别采集不同细粉扬析量水平下的声波信号作为标准信号，记为An ； 步骤3:对系统运行过程中任一时刻采集的声波信号Ax，通过比较任一时刻采集的声波信号Ax与η个标准信号之间的距离rx, i的相对大小来确定任一时刻采集的声波信号Ax所对应的细粉扬析量Qx所处的水平； 步骤4:比较细粉扬析量Qx与细粉扬析量控制值Qset,如果Qx>Qset,则调节流化床反应器操作参数，并重复步骤3和步骤4，直至Qx〈Qset ;如果Qx ( Qset，则认为系统细粉扬析量在可忍受范围，不进行调控。2.根据权利要求1所述的一种流化床反应器中细粉扬析的调控方法，其特征在于，所述的将系统中细粉扬析量Q分为η个水平:其中，Ql=O或Q1=0，且Qn/QG ( Pb, QG为气固两相流的体积流量，P b为流化床反应器中床层的最大松密度。3.根据权利要求1所述的一种流化床反应器中细粉扬析的调控方法，其特征在于，所述的将系统中细粉扬析量Q...

【专利技术属性】
技术研发人员：李邦，黄正梁，王刚，訾灿，尹丕金，王靖岱，淳于宏源，阳永荣，齐东升，蒋斌波，
申请(专利权)人：中沙天津石化有限公司，
类型：发明
国别省市：