ZA-5氨合成催化剂形状系数的测定与应用

在自制的床层压降测定实验装置中,通过对催化剂颗粒床层压降的测定,求得ZA－5氨合成催化剂的形状系数为0．594。将该催化剂的形状系数应用于3段串联绝热轴向固定床氨合成反应器的模拟计算,所得床层压降为0．2123MPa。     

错流移动床内气固两相流动特性的研究

建立了错流移动床气固两相流动的实验系统。研究了错流移动床内单相流动和两相流动时的压降、颗粒流动对压降的影响;以及颗粒尺寸、形状对床内压降的影响。结果表明床层压降随着气速的增大而增大;气速越小,气体沿床层高度分布越均匀。颗粒流动对整床压降几乎没有影响。颗粒的粒径越小,床层压降越大。不同形状的颗粒由于空隙率和堆积结构不同导致床层压降不同,椭球形颗粒压降最大,圆柱形颗粒压降最小。另外,建立了计算不同尺寸圆柱形颗粒的压降的关联式,预测值与实验值十分吻合。     

汽相分流催化精馏塔中苯氯化工艺过程--床层压降和分流比例的计算

针对若直接将苯氯化固体催化剂颗粒堆放在工业催化精馏塔中使用,会引起很大的床层压降使操作无法正常进行的问题,根据床层压降与汽（气）速的平方成正比的原理,提出了将从塔釜上升的大量苯蒸汽由旁路通过而不直接通过催化剂床层以大大降低床层压降的设想,但这样催化剂床层主要起催化反应的作用,精馏分离的作用被大大削弱,导致氯苯选择性下降。因此上行汽体不宜全部分流,存在适宜的分流比。据此设计了一种结构新颖的催化精馏实验装置。在此催化精馏塔中,可实测催化剂床层压降;在不同的催化剂装填方式下,计算了上行汽体不同的侧线分流比例及床层压降降低的比例,当上行汽（气）体分流比分别为58．4％,37,9％和27．8％时,对应的床层压降降低的百分率分别为57．25％,40,68％和32．25％。对工业规模的催化精馏塔的床层压降进行了理论估算。     

基于Wray-Agarwal湍流模型的鼓泡流化床气固流动的模拟研究与分析

采用一方程Wray-Agarwal(WA)湍流模型结合欧拉-欧拉双流体模型模拟了鼓泡流化床内流体力学性能,并将WA模型、Standard k-ε模型及Shear Stress Transfer(SST)k-ω模型的模拟结果与实验值进行对比。结果表明,3种湍流模型均可对气固流化床的流动进行模拟;WA模型预测的床层压降与理论值的相对误差最小,仅为1.6%;WA模型模拟的轴向空隙率和径向固含率分布在床层中部与实验结果吻合最好。结果证明了WA模型的可靠性和适用性,在多相流的模拟中有广阔的应用前景。     

环柱形催化剂当量直径及传热参数的测定

实验测定了一种新型的环柱形催化剂活性组分在其内、外表面上不均匀分布的乙烯基乙酸酯合成反应器的床层压降和该催化剂填充床的二维温度分布；以压降实验数据代入Ergun公式计算了环柱形催化剂的当量直径ds和填充床的传热参数，采用正交配置的方法对拟均相二维传热模型进行求解，得到床层的径向有效导热系数和壁给热系数。     

结构化反应器床层中两相流动特性实验研究

以空气-水为介质,分别以喷嘴和填充直径1mm玻璃珠的30cm高的床层为分布器,在表观液速为0.0522～0.1306m/s,表观气速为0.0739～0.5171m/s,气液并流向下的操作条件下,测定了0.1m直径塔中,孔径分别为1.1和2.1mm的2种结构化催化剂床层中的总压降和液含率等流动参数。结果表明,床层总压降随着表观气速、表观液速的增大均增大。液含率随着表观气速的增大而减少,随着表观液速的增大而增大。通过对2种分布器的比较可以发现,相同条件下,以喷嘴为分布器的床层总压降和液含率比以玻璃珠为分布器的床层总压降和液含率小。比较2种床层可知,相同条件下,结构化催化剂的孔径越小,其床层总压降与液含率越大。此外,建立了能较好预测两相摩擦因子以及液含率的经验关联式,偏差在±15%以内。     

活性炭床层流体力学特性研究

本文对四种活性炭的床层流体力学特性进行了研究,通过对床层高度、气流速度、活性炭种类和床层压降四大参数之间互为关系的测定,得到一系列曲线,从中找出影响压降差异的原因,为工业应用中工程设计提供了重要依据     

丁烯水合反应装置床层压降升高的原因分析

丁烯水合反应装置床层压降随运转时间的增加不断升高,甚至导致装置停止运转,成为了困扰甲乙酮装置长周期平稳运行的一大难题。通过实验分析,明确了催化剂破碎和循环反应水中大分子副产物杂质的存在是造成丁烯水合反应器床层压降升高的主要原因,同时考察了循环反应水中的化合物杂质对丁烯单程转化率的影响。     

气固流态化动态特征的模拟

运用基于硬球理论的离散型模型模拟了气固流态化的基本特征，观察了操作条件对鼓泡流化的影响。其模拟结果表明：1.气体通过分布板后形成许多气泡。最初，这些气泡以较小的尺寸形成在孔口，然后逐渐长大并上升。当气泡到达床层表面而破裂时，导致了床层表面的波动。2.床层中的压降随着气体速度和气体分布板中孔数的增加而增加。从而增加气体速度和分布板孔数将产生更多的气泡，并改进颗粒间的混合程度。3.与国际上现有离散型模型相比，基于颗粒运动分解思想的硬球模型更为真实、更为简单。它能够定性而形象地复现气固流化系统的实验特征，为实验预测提供辅助的研究方法。     

水平井两层稳定岩屑传输规律研究

根据物质守恒定律和动量定理,建立了考虑岩屑床层中流体流动压降、悬浮层中岩屑颗粒受阻沉降的水平井偏心环空中两层稳定岩屑传输的数学模型,并用此模型进行了实例计算。研究结果表明,颗粒扩散系数方程中的实验回归系数应考虑成流速的函数,取值范围为0.014～0.020;考虑岩屑床中流体流动压降后计算的环空压降与实际情况吻合较好。     

烧结矿余热回收竖罐内气体流态的实验研究

采用对Ergun型方程无量纲化的方法对气体通过烧结矿床层的流态进行了研究,考察气体表观流速、烧结矿颗粒直径和床层空隙率对床层内气体压力降的影响,进而探讨床层内临界颗粒雷诺数随颗粒直径的变化规律.研究结果表明:当颗粒直径一定时,床层内单位料层高压力降随气体表观流速的增大呈二次方关系增大.当气体表观流速一定时,单位料层高压力降随颗粒直径和空隙率的增大呈指数关系衰减.床层内临界颗粒雷诺数随床层几何因子的增大呈指数关系减小,且临界颗粒雷诺数实验预测公式的平均计算误差在5%以内,显示了良好的预测性能.     

非达西流区微球床多孔介质阻力特性研究

以水为工质,通过实验研究得到了不同流量下非达西流区饱和微球床多孔介质的阻力压降,并将其与不同学者给出的非达西流区内Ergun型方程的计算值进行了比较和分析,结果表明,在实验范围内,一些Ergun型方程能较好地预测饱和多孔介质的阻力压降变化趋势,但在紊流流动区的计算结果与实验值仍有33％左右的偏差,在此基础上,通过无量纲化Ergun型方程,确定了非达西流的流区划分;利用最小二乘法归结出不同流区内的阻力计算公式,其计算值与实验值的偏差在±2.5％以内。     

小管径强化管内R410A-油混合物流动沸腾阻力特性

实验研究了环保制冷工质R410A-润滑油混合物在5 mm小管径内螺纹强化管内流动沸腾的摩擦压降特性.实验结果表明,对于纯制冷剂R410A,摩擦压降随着干度的增大先增大后减小,峰值出现在干度为0.7~0.8左右;R410A-油混合物的摩擦压降随油平均质量分数、干度和质流密度的增大而增大,当油平均质量分数从0增长到5%时,在干度为0.9的高干度工况下,摩擦压降最大可增加120%.R410A-油混合物在5 mm强化管内流动沸腾的摩擦压降与7 mm强化管的相比约增大10%~30%;用已有的7 mm强化管的压降关联式预测5 mm强化管的压降时,误差为±40%.以R410A-油混合物在7和5 mm强化管内摩擦压降的实验值为基础,建立了基于混合物物性的R410A-油混合物在不同管径强化管内的摩擦压降关联式.该关联式的预测值与95%的实验值误差在±20%以内.     

规整填料层压降的新关联

在理论分析的基础上,考虑了物系性质和器壁效应的影响,导出了规整填料层压降的关联式,由实验数据计算了部分常用填料新关联式的压降常数.本文关联式与实验数据吻合很好,对各种填料的压降计算误差一般在15%以下,新关联方法计算准确性和简便性优于文献公式.     

同心环碟片填为旋转床气相压降实验研究

对同心环碟片填料旋转床在气液两相沿径向逆流条件下,进行了水－空气压降测量,推导出压降与操作工况的关联式。测量结果表明,该关联式与实测值吻合较好。研究发现在旋转床压降分析中必须考虑科氏力的影响,在总压降中摩擦阻力所引起的压降点主要部分。     

旋转填充床气相流场模拟与验证

为探索旋转填充床内的气相流场分布,本文对旋转床里的填料进行简化,建立了旋转床的二维物理模型。采用Fluent软件的标准k-ε模型模拟床内的气相流场,计算气体压降,并分析了气体在径向分布情况。结果表明：旋转填充床的压降主要集中在填料层内,压降随气体流量、转速的增加而增加,与实验数据相比,最大平均误差约22.6%;对于不同入口方式和内构件的旋转床,压降大小顺序为：切向入口>径向加挡板>径向加开孔挡板>径向入口,其中径向加挡板的旋转床内气体分布的均匀性较差。     

旋转填充床气相压降特性研究

旋转床的气相压降是旋转床工程设计的一项重要指标。利用空气水系统对旋转填充床的气相压降进行分段模型化和实验研究。结果表明,旋转床干床压降比湿床大;进口压降随气量增大而增大;内腔压降随液体加入突然减小;出口压降随气量增大而增大,随转速增大而减小,随流体加入而突然增大,填料层压降随气量和转速增大而增大,当流 入时,先减小,后增大。     

两段式喷煤填充床内煤粉分布规律的试验研究

根据相似原理建立了1∶25的二维冷态填充床模拟高炉喷吹煤粉,通过试验比较了一段式喷煤和两段式喷煤条件下填充床内煤粉的分布规律和压差变化.结果表明:煤粉主要堆积在填充床下部,随高度的增加,煤粉的堆积量呈下降趋势.第二段喷入的煤粉大部分堆积于填充床边缘区域,中心区域堆积的煤粉主要为风口喷入.在喷煤量相同条件下,两段式喷煤时模型高度方向上煤粉分布更加均匀,填充床透气性得到改善;两段式喷煤与一段式喷煤相比,填充床内总压差下降了约29%,主要是填充床下部的压差显著降低;第二段喷入填充床内的煤粉对填充床上部的压差影响不大.     

小颗粒滴流床反应器中压降和持液量关联式

通过对滴流床中气液并流向下流动形式进行理论分析,推导出压降和持液量的关系,提出了计算滴流床反应器中持液量的新方法。实验和文献数据证明,在高相互作用区,此方法计算结果比较满意。同时,也得到高相互作用区下的压降关联式。