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迅速发展的有机硅产业对有机硅单体合成核心装备有机硅流化床的大型化、高效化要求越来越高。为研发更高产能的主体直径3200mm(DN3200)的有机硅流化床,开展了实验样机的设计试制与运行实验、服役期满装备运行数据提取及二次建模分析、有限元仿真、进一步优化设计与新型装备试制试运行等研究。本论文的主要工作和研究成果包括以下几个方面:(1)参与设计试制了DN3200有机硅流化床实验样机,通过样机运行反馈数据分析,证实DN3200实验样机产能较DN2600有机硅流化床有显著提升。发现实验样机工作时,由下至上,内部温度呈现先升高后降低且中部温度分布不均的变化趋势,内部压力呈现逐渐降低且降低速度越来越慢的变化趋势,为DN3200有机硅流化床的优化设计奠定基础。(2)完成了服役期满的DN3200有机硅流化床实验样机和技术相对成熟的DN2600有机硅流化床旧床的回收拆解数据提取工作;基于冲蚀磨损理论,利用Origin数据分析软件完成了对两台装备拆解提取数据的对比分析工作,得到两台装备由下至上管束磨损及流场强度分布情况呈现“变强→减弱→变强”的趋势,其中DN3200实验样机中部区域流场分布极不均匀,为DN3200有机硅流化床的优化设计提供依据。(3)基于计算流体力学完成了有机硅流化床下部不同筒体变径方案及气体分布板锥角角度流体分布情况进行数值模拟分析。通过对不同角度的二级变径筒体的压力云图和速度云图分析得出:在下段变径角度控制在16°-19°,上变径段角度在11°-14°时,筒体内的压力变化较为平缓,筒体内的压降较小,颗粒在筒体内能充分的流化,在筒体壁面不易形成物料堆积及沟流现象。通过对不同锥角气体分布板的气固两相分布云图分析得出:在锥角为140°时,气体分布板总体表现较佳。(4)基于有机硅流化床实验装置实验分析结果与有限元模拟分析结果,完成了有机硅流化床栅格、换热管束、变径筒体及气体分布板等部分的优化设计,参与了新型有机硅流化床的设计制造与试运行。运行反馈数据显示,DN3200有机硅流化床装备介质氯甲烷一次转化率达50%,有机硅单体年产能达15万吨。基于本文实验研究、运行数据监测与提取分析、有限元模拟分析、新型装备结构优化等研究制造的DN3200有机硅流化床,总体性能较原有装备有显著提高,其中单台装备年产能达到国际领先水平。