连续重整径向再生器烧炭区的数值模拟

对连续重整径向再生器烧炭区的化学反应过程及传递过程进行了详细的理论分析,建立了烧焦反应的本征动力学方程、催化剂内外扩散模型、床层中传质、传热模型以及气固两相的流动模型,并在此基础上建立了错流移动床烧焦数学模型。运用该模型计算了连续重整再生器烧炭区床层内的温度、氧浓度和炭浓度的分布。研究结果表明,在床层上部内筛网处出现恒定的高温区、通过控制再生循环气中氧气的浓度可以控制床层的最高温度,并且两段烧焦有利于减少烧焦所需要的床层长度。模拟计算得到的再生器烧炭区床层温度分布与工业现场测量值基本吻合,该模型可用于分析和预测连续重整再生器烧炭区床层的温度、氧浓度和炭浓度分布,对设计和生产具有一定的指导意义。     

催化裂化再生器内气固两相流动及烧焦反应的数值模拟

在气固两相流动模型的基础上,结合催化剂的烧碳、烧氧反应动力学模型,并考虑相问热量、质量传递对流动的影响,建立再生器气固两相流动及烧焦反应模型,对工业再生器进行模拟计算.结果表明:建立的气固两相流动及烧焦反应模型具有良好的预测性,对工业再生器的计算较好地揭示了再生器内的气固流动状况、组分摩尔分数变化及温度场分布等,结果与实际数据基本符合;模拟时忽略了再生器的内构件,对模拟结果有一定的影响.     

重整催化剂冷态提升模式对催化剂再生的影响

介绍了连续重整装置催化剂冷态提升模式新技术,并针对启用冷态提升模式后引发催化剂二次积碳对催化剂再生过程带来的潜在危害进行了简要分析。提出在再生烧焦遇到二次积碳时,再生器烧焦应由白烧改为黑烧,并降低催化剂循环速率至75%或更低,保持烧焦区氧含量在1.1%(摩尔分数)以下直到二次积碳完全通过烧焦区可以有效保护再生器内构件免受损害,防止催化剂烧结失活。     

流化床烧炭再生的传热分析

研究了流化床反应器内烧炭再生时气-固间的传热机理,建立了气-固传热面积模型和床层瞬态传热模型,并将模型计算值与实验测定值进行了对比,二者符合良好.结果表明结焦催化剂高温再生过程中,气、固间存在显著温差.     

流化床烧炭再生的动力学研究--过渡态的动力学模型

考虑内外、扩散的影响下 ,建立了烧炭再生中氧和碳在催化剂颗粒上的浓度分布方程 用单点正交配置法模拟出了焦炭转化率与反应时间的关系模型 ,并将模型计算值与实验测定值进行了比较 ,二者符合良好     

流化床烧炭再生的动力学研究——过渡态的动力学模型

考虑内外、扩散的影响下，建立了烧炭再生中氧和碳在催化剂颗粒上的浓度分布方程．用单点正交配置法模拟出了焦炭转化率与反应时间的关系模型，并将模型计算值与实验测定值进行了比较，二者符合良好．     

氧热法电石生产复合床反应器预热区的设计计算

针对氧热法电石生产工艺中复合床反应器预热区高温CO和原料层进行热交换的体系,建立了计及原料颗粒内热阻的移动床气固两相换热模型。重点考察了反应器预热区气固两相温度的分布,计算了不同原料粒径和不同预热区直径条件下,达到反应器换热要求所需要的换热高度,并得到了气固两相温度分布的解析解。结果表明:(1)颗粒粒径较大时(ε的值小于3.3),颗粒内热阻成为气固两相换热过程的控制步骤,综合考虑床层透气性和床层压降等制约条件,在可选范围之内应优先选用直径为1 cm的原料;(2)移动床气固换热过程主要受控于ε、β和γ这3个无因次参量,并且主要受控于ε;(3)气固两相温度分布的解析解,能为此类颗粒移动床换热过程提供初步设计依据。     

催化裂化装置的动态模拟与操作分析

催化裂化装置的动态模拟和操作分析是优化操作和先进控制的基础.在强调催化裂化动态机理模型的优点后,对二级裂化反应转化率经验模型和集总反应动力学模型两大类动力学模型、再生过程中烧碳、烧氢动力学模型、床层再生器流化模型、快速床再生器流化模型和反应器再生器动态数学模型进行了详细的评述,并指出运用动态机理模型对装置操作进行分析,特别是装置稳定性分析可以为催化裂化装置的设计、操作和控制提供依据.     

催化裂化装置的动态模拟与操作分析

催化裂化装置的动态模拟和操作分析是优化操作和先进控制的基础。在强调催化裂化动态机理模型的优点后,对二级裂化反应转化率经验模型和集总反应动力学模型两大类动力学模型、再生过程中烧碳、烧氢动力学模型、床层再生器流化模型、快速床再生器流化模型和反应器 再生器动态数学模型进行了详细的评述,并指出运用动态机理模型对装置操作进行分析,特别是装置稳定性分析可以为催化裂化装置的设计、操作和控制提供依据     

氧热法电石生产复合床反应器预热区的设计计算

针对氧热法电石生产工艺中复合床反应器预热区高温CO和原料层进行热交换的体系,建立了计及原料颗粒内热阻的移动床气固两相换热模型。重点考察了反应器预热区气固两相温度的分布,计算了不同原料粒径和不同预热区直径条件下,达到反应器换热要求所需要的换热高度,并得到了气固两相温度分布的解析解。结果表明：（1）颗粒粒径较大时（ε的值小于33）,颗粒内热阻成为气固两相换热过程的控制步骤,综合考虑床层透气性和床层压降等制约条件,在可选范围之内应优先选用直径为1cm的原料;（2）移动床气固换热过程主要受控于ε、β和γ这3个无因次参量,并且主要受控于ε;（3）气固两相温度分布的解析解,能为此类颗粒移动床换热过程提供初步设计依据。     

高效再生器催化剂循环速率的计算

提出了计算催化裂化高效再生器催化剂内循环速率的两种方法:烧焦罐底部热平衡法和稀相管压力降法.对实际工业装置标定数据进行计算表明.用热平衡法计算得到的催化剂循环比值(催化剂内循环速率与两器循环速率之比.)在10以上,不符合实际情况,主要是由于烧焦罐内存在轴向返混。实测的烧焦罐底部温度高于待生剂、再生剂和主风的混合温度.因此,推荐采用稀相管压力降法计算催化剂内循环速率.该法计算简单,结果可靠.还考察了催化剂循环比对烧焦罐再生效果的影响,提高循环比可以提高再生温度,但降低了催化剂混合时平均碳含量.总的再生效果有一最优循环比,在所考察的工业条件下为1.0～1.5.     

原料预热温度对催化裂化装置动态和定态特性的影响

利用前置烧焦罐式高效再生器催化裂化装置动态机理数学模型及其仿真软件平台,考察了原料预热温度对反应再生系统动态和定态特性的影响。在控制汽提段和二密相床藏量的条件下,当同时控制或不控制沉降器压力和反应温度时,反应再生系统是稳定的;否则是不稳定的。在控制再生器压力、沉降器压力和提升管反应器出口温度的条件下,提高原料预热温度,反应深度（以反应热表征）降低,气体、汽油和焦炭产率均下降,但柴油产率下降很少,再生剂含碳量降低。因此,应适当提高反应温度设定值,以改善产品分布。在再生器压力、沉降器压力和提升管出口温度均不被控制时,提高原料预热温度,气体、汽油和焦炭产率及反应深度变化很小。由于再生温度提高较大,再生效果得到改善。     

甲烷临氧二氧化碳重整制合成气研究--流化床与固定床作用对比研究

采用碱土金属氧化物MgO和稀土金属氧化物CeO2修饰工业微球硅胶,并以此作载体负载镍活性组分.分别在流化床和固定床反应器中考察了该催化剂对甲烷临氧CO2重整制合成气反应的催化性能及稳定性.结果表明,MgO、CeO2修饰SiO2后有助于镍的分散,载体表面的酸性降低有助于减少积炭.两种反应器的反应结果对比表明,流化床内的催化剂颗粒始终处于氧化-还原循环之中,有助于消除催化剂床层热点和消除积炭,是适合甲烷临氧直接转化制合成气的反应器.     

预混合燃烧系统中多孔介质作用数值研究

根据气固两相局部非热平衡假设,建立了混合气在惰性多孔介质中预混合燃烧的一维数学模型,研究了不同情况下甲烷-空气的预混合气在多孔介质中燃烧时的温度分布和燃烧速率,并与自由空间中相应的值进行比较．结果表明,多孔介质的存在可以扩展混合气的燃烧极限,明显改善了燃烧室的换热性能,强化了对新鲜混合气的预热,降低了热量损失;在多孔介质中混合气的燃烧温度和燃烧室的温度明显升高,反应区厚度和燃烧速率显著增大．数值结果与其他研究者的实验结果是一致的．     

焦炉传热过程的数学模型

通过研究燃烧室中的燃烧与辐射，以及炉墙与煤／焦的导热，建立了焦炉的数学模型，以模拟焦炉的燃料燃烧和传热，通过比较由数学模型得到的计算结果和在工业焦炉中实际测量结果，说明模型是可靠的．基于本模型是以煤气的流量和热值、废气循环率以及装煤特性为边界条件，数学模型模拟了燃烧室的换向，能够显示焦炉中的温度分布和装煤水分对煤气流量的影响。     

水声吸声材料与吸声结构研究进展

低频探测技术的发展对水下航行器的隐身性能提出了新的挑战。为了提高水下航行器的生存能力,通常会在其表面敷设水声吸声材料以吸收声纳发出的探测声波。本文综述了水声吸声材料及吸声结构的研究进展,介绍了基体材料改性、不同吸声结构对吸声性能的影响以及声学超材料在水声吸声领域中的应用,并总结了吸声材料和吸声结构中存在的问题与不足。     

渣-焦反应对滴落带中炉渣静滞留量的影响

研究了渣-焦反应对滴落带中炉渣静滞留量的影响。结果表明,渣-焦界面生成的Ti(CN)使炉渣润湿焦炭。这是炉渣滞留于焦炭床中的关键。为减少炉渣的静滞留量,要严格控制炉温及高温区的范围,采用合理的炉料结构,控制炉渣氧势,改善焦炭质量。     

水泥熟料分段烧成模拟分析

通过建立新型干法水泥回转窑烧成带温度计算的数学模型,计算出两种不同水泥窑型的烧成带温度,分析了两种不同窑型的温度分布,进而提出熟料分段烧成的理想化模型。研究发现：短窑在过渡带具有普通窑型约8倍的温度梯度,但是在烧成带两者几乎没有温度变化,而分段烧成依然有15℃的升温,因此分段烧成具有良好的熟料反应温度环境,有利于熟料质量的提高。     

氧化铅移动床煅烧试验研究及传热模型

本文用试验方法在一个内径φ0.25 m,床高2.4 m的移动床中进行颗粒氧化铅高温深度氧化煅烧,研究了煅烧温度、物料停留时间对产品质量的影响以及床内温度分布,取得了适宜的运行参数。试验结果表明,产品纯度可达99.7%左右,节能70%以上。本文还建立了移动床二维拟均相气-固传热模型,模型计算结果和试验数据相符,将模型用于放大设计生产装置,效果良好,运行正常,各项指标均达到设计要求。