进气口结构参数对MTP（Media Transfer Pilot）气体-固体逆流接触旋风反应器中颗粒停留时间分布及混合性能的影响

本文提出了一种新型气固逆流接触式 cyclone 反应器（GS-CFCCR），通过优化入口结构参数（颗粒入口角α=90°，加速管有效长度L=160mm，进料管插入深度l=0mm）实现高效气固混合反应。实验表明，该反应器在α=90°、L=160mm、l=0mm时混合效率最优，轴向停留时间分布呈正态单峰，最大固液接触面积位于z=30mm截面，且返混主要发生在进料管附近的侧壁区域。

　　

摘要

本文提出了一种新型的气固逆流接触旋风反应器（GS-CFCCR），旨在改善甲醇制丙烯过程中的反应物混合效果。气固混合反应通过 inlet 管内混合物的碰撞产生的冲击流得到加速，而产物分离则得益于导叶引发的强烈旋流作用。在三种不同的 inlet 结构参数下，对混合室内的停留时间分布（RTD）、平均停留时间（MRT）和流场特性进行了研究，这些参数分别为颗粒入射角（α = 30°–150°）、加速管的有效长度（L = 120–160 mm）以及进料管的插入深度（l = 0–20 mm）。研究结果表明，轴向停留时间分布曲线呈正态单峰分布。流体相之间的界面接触面积在 z = 30 mm 处达到最大值。当 α = 90° 时，可以实现均匀混合，并且在所有轴向截面上观察到最大的混合强度。较浅的进料管插入深度（l）可以防止因进料管侵入而引起的流动分离，从而减轻局部湍流。L = 160 mm 代表了稳定性与效率之间的平衡。回流主要发生在靠近进料口的侧壁区域。研究表明，当采用 α = 90°、l = 0 mm 和 L = 160 mm 的 inlet 参数时，GS-CFCCR 具有出色的混合效率。

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