多级床层反应器通用动态模型的研究

提出了一种新的化学反应器分类概念, 即把固定床反应器、管式反应器、塔式反应器和移动床反应器归成一类反应器--多级床层反应器.还提出了反应器通用模型的思想, 实施并开发了此类反应器的通用一维动态模型.此模型可作为流程模拟平台的一个通用模块来方便地使用.     

渣油催化裂化提升管反应器气固两相流动,传热,反应模型的建立

根据提升管气固两相湍流流动模型和渣油催化裂化反应动力学集总模型,全面系统地考虑了气固两相之间复杂的流动、传热、传质以及各种操作因素对催化裂化提升管反应器内化学反应的影响,确立了κ－ε－κｐ流动物理模型和渣油－回炼油反应集总模型,建立了渣油催化裂化提各管反应器三维气固两相流动、传热及反应模型,编制了大型模拟计算程序,并对工业提升管反应器进行了数值模拟计算。     

固定床反应器基于改进混合模型的串级推断控制

提出了非绝热式固定床反应器基于改进混合模型的串级非线性推断控制策略。道德提出了邻二甲苯氧化非绝热式固定床反应器基于改进混合模型的推断估计器;然后设计了基于新型非线性自适应控制算法的副控制器和基于程序变增益ＰＩＤ的主控制器,同时设计了新型非线性滤波器以解决该反应器主回路比副回路响应快的问题;最后建立了该固定床反应器基于改进混合模型的串级非线性推断控制系统。仿真结果表明该推断估计器具有良好的静态、动态     

基于改进混合模型的一类固定床反应器推断控制

对一类非绝热式固定床反应器提出了一种基于改进混合模型的非线性自适应推断控制策略：给出一种基于结合先验知识和人工神经网络的改进混合模型的推断估计器设计方法;提出一种改进程序变增益ＰＩＤ算法设计控制器;设计了该固定床反应器基于改进混合模型的推断控制系统。仿真结果表明：该推断估计器具有良好的静态和动态特性,较高的估计精度和较好的实时性,所需训练样本少,易于理解和研究及外推性能良好等特点,该推断控制系统还具有良好的跟踪和抗干扰性能。     

并流下行循环流化床反应器的气固传热模型

提出了并流下行循环流化床反应器气－固传热模型,并采用稳态传热的实验方法,测定了并流下行循环流化床反应器中,不同操作条件下,轴向颗粒温度分布及气,固相进,出反应器的温度,进而利用Matlab工程数据处理软件回归求得模型参数即气－固轴向截面传热系统及表观传热和的值,并由实验结果回归得到模型参数与操作条件的经验关联式。     

一类固定床反应器基于改进混合模型的推断估计

对一类工业固定床反应器出口转化率提出了一种基于改进混合模型的推断估计。该推断估计器包括过程简化机理模型，改进型径向基函数网络（ＲＢＦＮ）及在线自校正三个部分。仿真结果表明，该推断估计器具有良好的动态、动态特性，较高的估计精度和较好的实用性，所需训练样本少，易于理解和研究，外推性能良好等优点。     

固定床电化学反应器的模型方程求解

建立了不同操作模式下普遍化的固定床电化学反应器模型,联用正交配置法和中心差分法对复杂模型方程进行了求解,从理论上分析了影响床层内电势分布的因素,为固定床电化学反应器的开发、放大及操作优化奠定了理论基础.     

悬浮床渣油加氢中型连续装置反应器中气含率的冷模实验

在辽河减压渣油悬浮床加氢中型连续装置工艺实验的基础上,采用气,液替代物及参数换算的方法对中试反应器中的流动形态进行了冷态模拟,测定了反应器中的气含率,考虑了反应器操作条件,反应器人口分布器类型及原料物性等因素对气含率的影响,实验结果表明,反应器人口分布器类型驿气含率的影响较为显著,随着瓜在器入口分布器孔径的增大,气含率呈下降趋势,在体积空速为0．5－2.0h^-1及氢油体积分比为500－1000的操作条件下,气含率随着反应器中表现气速的增大而增加,两者呈幂函数关系,表观液速对气含率的影响很小,基本可以忽略,液相粘度对气含率的影响与分布器类型密切相关,当使用单孔和筛孔分布器时,气含率随液相粘度的增大而减小,当使用烧结分布器时,气含率随液相粘度的增大而增加。     

大型甲醇合成反应器模拟设计

针对上海焦化总厂年产２０万吨甲醇装置,提出了绝热－管壳复合型甲醇合成反应器。应用ＣＯ、ＣＯ２加氢合成甲醇反应宏观双速率动力学方程,以甲醇和ＣＯ２为关键组分,建立了甲醇合成反应器催化床的二维数学模型,用正交配置法求得催化床内各组分摩尔分数和床层温度随轴向和径向的分布。模拟计算了主要操作参数如沸腾水压力和温度、操作压力,对反应器操作性能的影响,讨论了催化剂使用中后期反应器的生产能力。生产操作数据与模型     

微型工业反应器的性能检验及其数字特征

采用脉冲示踪应答技术对多釜串联的微型工业反应器的单釜、二釜和三釜串联模型进行了ＲＴＤ测定,借助计算机对各模型进行数字特征计算,并在Ｅｘｃｅｌ中标绘出各模型的Ｅ（θ）－θ关系曲线。由最小二乘法对单釜实验数据回归的结果表明,该反应器液相混合均能满足全混流假设。与其它反应器相比,它具有较好的传热及传质特性,为以化工开发为目标的连续流动体系的宏观动力学研究提供了依据。     

双酚A多段滴流床反应气提模型试验分析

研究开发了多段滴流床反应气提合成双酚Ａ的新设备与工艺,成功地解决了固定床树脂法合成工艺和设备存在的问题。     

异丁醛一步氧化反应器操作工况的模拟研究

建立了文题反应器的二维拟均相数学模型。经正交配置技术离散化处理后，由Ｇｅａｒ法求得床层内温度和收率的轴向、径向分布，模拟工业单管的结果与实测值较好地吻合。通过工况模拟，为年处理６ｋｔ异丁醛工业反应器确定了优选的操作条件及适宜的操作可行域，为设计、操作和控制提供指导和依据。     

环形流化床生物质热裂解反应器的传热分析

 环形流化床热裂解反应器结构紧凑,热效率较高,具有良好的应用前景.本研究对环形流化床内传热过程进行分析.利用解析法,构建了环形反应器稳态传热的计算模型,并用C语言进行编程和求解,得出了反应器各参数随流化气速变化的关系.同时,应用数值法得出相应流化气速下反应器热量损失与壁面温度,并与解析法进行对比.结果显示,反应器在流化气速为0.02~0.24m/s下工作时,随着流化气速的升高,总传热系数上升,燃烧室外壁面温度降低,保温层表面温度升高,单位长度上的热损失呈上升趋势.与传统流化床反应器相比,环形流化床反应器的热损失较低.解析法与数值法得出的结果具有较高吻合性,对于流化床反应器内传热效果的分析具有指导性意义.     

流化床烟气脱汞气固两相流动的可视化研究与数值模拟

为了探究流化床烟气脱汞反应器内气固两相的流动过程,通过可视化显形实验对不同主流化风速、床层物料高度、颗粒粒径和活性炭喷口速度下反应器内气固流动的行为和特征进行了研究.通过计算流体动力学方法对气固两相流动过程进行了数值模拟,并与实验进行比较.结果表明,数值模拟具有流动模拟的可靠性.主流化风速增加或颗粒粒径减小,均会加剧气固两相流动的剧烈程度,活性炭喷口气流会造成气固两相的局部湍动,但床层物料高度由于受到壁面与颗粒的摩擦力和内部气泡大小的综合作用,对气固流动行为的影响不显著.     

新型金属氢化物反应床传热性能分析

运用计算流体动力学（CFD）方法,对弓形折流板壳管式金属氢化物反应床进行了数值模拟.预测了反应床壳侧的流体流动状态,分析了在不同折流板数量下,反应床中壳侧的流动状态、壳侧压降和换热管内合金的温度分布.分析计算结果发现,当壳侧折流板数较多时,热流介质的流动均匀性较好,其流动死区较少,换热性能较好,壳侧压降也较大,压降损失主要存在于折流板圆缺处;增加折流板高度会有效地减少壳侧压降,并对换热性能影响很少.针对弓形折流板壳管式反应床传热性能较差,引入螺旋式折流板对反应床进行优化.结果表明,该反应床流体流动状态为旋转式,其壳侧流体的均匀性、壳侧压降以及换热管的温度分布均匀性均明显优于弓形折流板.
关键词： 中图分类号： 文献标志码： A


Abstract：     

悬浮生物载体空间结构的数值评价

悬浮生物载体是移动床生物膜反应器的重要材料,其空间结构对其性能有较大影响,为了评价及优化其结构,采用动网格模型与两相流模型耦合的动态数值模拟方法对装有悬浮生物载体的移动床反应器内部流体力学特性进行分析。计算结果表明,动网格技术与两相流技术耦合的数值方法能够很真实地模拟悬浮生物载体在移动床生物反应器中的运动,及其中每个瞬时的计算域内压力、速度、气相体积分数等流体参数的定量分布,并讨论了采用气含率和载体表面剪切力两个流体力学参数来评价生物载体空间结构性能的可行性。     

费托合成反应器的技术进展

费托合成反应器是间接液化的核心技术之一,该文介绍了费托合成反应器的种类、特点及其主要开发过程,对固定床、流化床和浆态床三种反应器的特点进行了分析对比。因浆态床具有生产能力大、传热效率高、可在线更新催化剂、制造成本低等优点,也是费托合成工业开发的主要发展方向。浆态床反应器开发的关键是固液、分离、反应热移取、气体分布器的研究和开发。     

多孔介质反应器的数值模拟

利用专业的多物理场耦合软件(COSMOL Multiphysics)对多孔介质反应器模型内的不可压缩流场进行了仿真模拟,计算过程中采用软件中的自由和多孔介质流动和稀物质的传递内置模块,得到了多孔介质反应器内中各组分的浓度场﹑速度场及压力场分布。该模型验证了自由和多孔介质流体在固定床反应器中的耦合。利用后处理软件对计算结果进行分析,为其后期的工业开发提供了理论依据。     

管壳型固定床二甲醚合成反应器的数学模拟

对管壳型固定床二甲醚合成反应器进行了数学模拟。选取CO、CO2加氢合成甲醇、甲醇脱水生成二甲醚反应为独立反应,CO、CO2和二甲醚为关键组分,建立了管壳型固定床二甲醚合成反应器的一维拟均相数学模型,得到了管内各组分气体浓度和温度分布;讨论了不同操作条件对二甲醚合成的影响。     

三相淤浆床甲醇合成反应器的数学模拟

应用三相淤浆床反应器流体力学和甲醇合成基础数据，以ＣＯ、ＣＯ２加氢合成甲醇为独立反应，以ＣＯ、ＣＯ２为关键组分建立三相淤浆床甲醇合成反应器数学模型。通过计算，得到反应组分沿淤浆床高的分布和有关的设计，操作参烽，并分析了反应器的操作适应性。