再生器内的气固流化质量对催化剂的烧焦强度和装置的稳定运行有重要影响,采用快速床-湍流床串联的两段再生器具有气固接触效率高的优点,但目前对大型工业再生器内两相流动特性的研究多集中于宏观的气固流动、传质、传热行为等,对其内部局部的流动细节缺乏深入的认识。本文以工业装置再生器为研究对象,采用数值模拟手段,深入研究烧焦罐和第二密相床的气固两相流动行为,以期对再生器流场及结构优化提供有益的借鉴。基于欧拉-欧拉方法,结合颗粒动力学理论,建立了再生器内气固两相流动模型,分别考察了曳力模型、网格尺寸和时间步长对再生器基本气固流动特性的影响,通过对比工业数据和经验关联式的预测值,确定了合适的模型参数。结果表明,根据不同操作区的流动状况采用不同的EMMS曳力模型对两段再生器进行模拟,能够很好地描述不同区域的流态化特性。由于工业装置的流动数据匮乏,本文结合经典的颗粒浓度预测公式,分别采用循环量和颗粒浓度分布确定了EMMS曳力模型的有效性,其模拟结果与工业数据和经验关联预测值吻合度较好,表明该模型能够用于模拟结构和流态较复杂的工业尺度再生器装置。采用已建立的流动模型,对工业装置内的流动情况进行了模拟,发现在快速床上部、第二密相床出现的局部涡流,导致床层操作不稳;在不同的表观气速条件下,快速床流场变化不大,但表观气速太小,第二密相床的高密度区数量增加;表观气速过大,催化剂在快速床停留时间过短,增大了第二密相床的烧焦负荷。为了有效消除第二密相床的局部涡流和高密度区,对本团队前期提出的工业再生器改造方案进行了模拟分析,发现在第二密相床中加入导流筒,可以有效实现流体的有序环流,消除流场的小涡流和高密度区,固相体积分率和速度皆得到了较佳的均匀分布。为了研究第二密相床内不同型式导流筒对流场的影响,考察了不同直径、不同高度和带倾角的导流筒对流场的影响。结果发现,由于原结构的大孔分布板辐射能力低,第二密相床有近57%的空间未在辐射范围内,因此出现了涡流和偏流等问题;在加入导流筒的研究中,导流筒与大孔分布板直径尺寸相当、与第二密相床高度比为0.7/7.9时,流场分布最佳;导流筒高度对第二密相床流场的分布影响较小;带有倾角的导流筒,其流场与大直径和小直径导流筒的流场相似。