克劳斯硫磺回收流程的工艺模拟

应用严格的热力学平衡和复杂化学反应平衡的方法.对克劳斯硫磺回收工艺中的多种过程气预热流程(包括燃料气再热炉预热、酸气再热炉预热、高温气掺合预热及高温气掺合结合换热器换热预热)进行了一体化的模拟研究.介绍了主要的模型方法.在微机上实现模拟.完成一种流程的模拟只需约5 min.本流程模拟能为快速工艺设计和流程方案对比提供依据和手段,亦能为现有装置的标定改造、优化操作参数、提高硫收率以及保护环境提供有效的手段.     

从炉身喷吹预热气体时氧气高炉内冶炼过程的数学模型

建立了氧气高炉从炉身喷吹预热气体时，高炉冶炼过程的一维数学模型，该模型描述了高炉炉型的变化，炉内１３个化学反应，炉墙的热损失，气－固相间的热效换及压力损失，讨论了氧气高炉冶炼的特点。模拟结果表明：随着喷吹预热气体流量增加及温度的升高，炉身上部炉料的温度升高；喷吹预热气体成分的变化，对炉身上部炉料的加热作用不大。     

低热值煤气高温空气燃烧数值模拟

采用κ-ε湍流双方程模型、PDF燃烧模型以及离散坐标辐射传热模型，对低热值煤气高温空气燃烧过程进行了计算机辅助模拟试验，比较了不同预热温度和不同过量空气系数对低热值煤气燃烧过程的影响，为低热值煤气蓄热式双预热烧嘴的研制提供了理论指导。     

热价值理论及其在加热炉节能中的应用

给出了预热助燃空(煤)气和热装时的热价值计算公式,比较加热炉的热工指标,指出热价值可以合理评价热能在加热炉中的有效利用状况.建立了炉内逆流换热模型,主要利用热价值理论研究了预热空(煤)气和热装对热价值的影响.结果表明:提高预热温度,热价值升高,且随着预热温度的进一步提高,热价值的增长率变小;热装可以使热价值升高,且热装温度越高,其热价值的增长率越大;设计时,当装料温度较高时应选择小的炉长,预热温度较高时应选择大的炉长.     

CLAUS工艺复杂化学反应平衡计算的新方法——原子自由能贡献法

本文根据最小自由能法原理推导了复杂气相反应平衡的原子自由能贡献法的计算模型,提出了用此法计算Claus工艺复杂化学反应平衡,获得了满意的效果,为精确及优化设计提供了理论依据和手段。本文还给出了再热炉设计时天然气和空气配比对出口燃烧产物组成更正确的平衡关系。文中的方法不必涉及具体的反应,通用性强且计算速度快。     

价值方程推导及其在节能评价中的应用

热价值理论主要用于评价能量的有效利用程度.在该理论的基础上,结合热力学第二定律,推导出了依附于冷体、热体的价值方程.以加热炉钢坯热装和空(煤)气预热的算例为例,计算了两种情况下依附于钢坯和炉气的热价值和价值.结果表明,价值和热价值均随钢坯热装温度、空(煤)气预热温度的提高而提高;依附于炉气的价值在炉内传热良好且烟气入炉温度达到1 700 K甚至更高时高于其热价值,说明此条件下量得到了比热量更好的利用程度.     

提高再生气中H2S浓度的方案研究

对以生物质热解气为原料的低温甲醇洗工艺进行模拟和研究,热解气主要成分为CO₂、H₂、CO、H₂S、COS和水等。采用Aspen plus对低温甲醇洗工艺进行全流程模拟,通过对比分析可知,模拟结果与实际值基本吻合。针对原工艺H₂S浓度低的问题,提出两个改进方案以提高H₂S的浓度：①提高气提塔的N₂流量;②在气提塔后添加一个闪蒸罐,气提塔塔底的甲醇溶液经过加热和闪蒸后再进入甲醇再生塔。结果表明改进方案可以大大提高再生气中H₂S的浓度。     

高温空气燃烧技术改造均热炉方案研究

系统研究了高温空气燃烧技术改造均热炉的各种方案 .提出这种新型燃烧技术必须充分考虑系统布置、炉膛结构、炉内烟气流动及传热过程、工件加热工艺过程等因素 .通过大量的数值模拟试验 ,发现在各种改造方案的入炉热量与原均热炉相等的情况下 ,当空气、燃气温度分别被预热到 12 73K和 10 73K时 ,炉内的最高温度相对较低 ,而炉内平均温度相对较高 ;温度分布不均匀系数Rtu从 33.18降到了 18.0 0左右 .在空气预热温度相同情况下 ,燃气预热温度越高 ,NOx 排放量越大 .最后 ,提出了均热炉燃烧系统的改造方案 ,并进行了非稳态燃烧过程数值模拟研究 .     

9Cr—1Mo钢炉管焊接预热温度的研究

通过小铁研试验和热模拟试验，对８ｍｍ厚９Ｃｒ－１Ｍｏ钢的焊接预热温度问题进行了试验研究，发现不预热焊接时并没有产生冷裂纹。指明了国内外标准中对９Ｃｒ－１Ｍｏ钢焊前预热温度规定有一定的局限性，并通过计算绘制了不同能量和板厚对应的预热温度曲线，为这种钢材焊接工艺的制定提供了重要依据。     

9Cr－1Mo钢炉管焊接预热温度的研究

通过小铁研试验和热模拟试验，对８ｍｍ厚９Ｃｒ－１Ｍｏ钢的焊接预热温度问题进行了试验研究，发现不预热焊接时并没有产生冷裂纹，指明了国内外标准中对９Ｃｒ－１Ｍｏ钢焊前预热温度规定有一定的局限性，并通过计算绘制了不同线能量和板厚对应的预热温度曲线，为这种钢材焊接工艺的制定提供了重要依据     

变温短周期增强渗碳工艺的研究与应用

本文介绍了一种新型渗碳工艺，研究表明：利用高温强渗，较高温次平衡碳势扩散、预冷淬火的渗碳方法，可有效地提高渗碳速度，改善渗层组织，消除渗碳磨削裂纹。不同阶段的渗剂中，配以不同比例的水，可消除工件表面碳黑，有利于控制炉气碳势，实现反扩散，获得良好的渗层碳浓度梯度。     

基于Pro/E的链传动平衡翼温度场及变形规律

目的研究东基集团热冲压生产线的余热回收传送链上的平衡翼在换热器下工作的温度场变化规律,解决平衡翼高温及受载情况下的变形问题.方法利用Pro/Engineer快速建立平衡翼的几何模型,应用Pro/Mechnica的Thermal模块设定边界条件模拟得出筒形体与平衡翼热传导下的平衡翼温度场云纹图,再应用Pro/Mechnica的Structure模块分析平衡翼在温度场云纹图中最高温度下工作时受筒形体重量影响的形变规律,得到其形变图.结果通过Pro/Mechnica分析,在平衡翼温度场云纹图中模拟得出的最高温度为867℃,其出现在底部的销钉槽处.平衡翼在此高温下工作的最大变形量为1.526 mm,形变率为1.38%,不影响其正常工作.结论应用Pro/Mechnica模拟滚子链的平衡翼温度场及其应变变化规律,可以简化计算的数学模型和减少试验验证的工作量,并为制造工艺和控制工艺提供有价值的参数和数学模型.     

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。     

球团竖炉结构参数影响炉内气体流动的数值模拟

运用气固填料床动力学理论建立了球团竖炉料层内气体流动的数学模型，确立了数学模型的边界条件.运用手编程模拟研究炉内气体流动的基本规律，进而探讨竖炉结构参数对炉内气体流动的影响.结果表明:结构参数中，导风墙宽度、焙烧带宽度以及预热焙烧带高度是影响炉内气体流动的主要因素.导风墙宽度和预热焙烧带高度的增加，以及焙烧带宽度的减小会导致冷却风上行趋势减小，焙烧风下行趋势增大.同时，导风墙宽度、预热焙烧带高度以及焙烧带宽度的改变也会导致竖炉内焙烧风与冷却风之比发生改变，即流入风量比发生改变，而流入风量比是决定炉内气体流动的最主要因素.     

主蒸汽支吊架防滑块现场焊接热处理工艺

由我司承建的大唐甘谷发电厂#1炉工程，主蒸汽管道支吊架防滑块为SA335P91＋12CrlMoV异种钢焊接接头，焊接过程中需要预热和焊后热处理，由施工单位现场完成。笔者通过选择合适的热处理机具设备，制定了合理的焊接热处理工艺，获得了综合性能满足要求的焊接接头。机组投运后能保持正常稳定运行，表明此种焊接热处理工艺是可行的，质量是可靠的。     

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。     

层流炉流动特征的冷态模拟

为研究闪速加热条件下生物质的热解挥发特性，设计了等离子体加热高温层流炉作为实验设备．由于该设备内部的流动特性对于实验结果影响巨大，必需获得精细的结果．因此特别设计了一套l：l比例的透明有机玻璃冷态模拟装置，用于观察层流炉的流动状态，为热态实验参数设计提供实践指导．     

油田水套加热炉高温空气燃烧瞬态模拟及最小换向时间

为解析蓄热式高温空气燃烧过程,采用Fluent软件对油田水套加热炉高温燃烧系统进行换向瞬态模拟,分析了氧气体积分数、空气预热温度、负荷对燃烧特性及最小换向时间选取的影响。结果表明:换向后炉内燃烧可分为4个过程:乏汽排空、火焰再燃、火焰扩散、稳定燃烧;NO质量分数与温度有相同变化规律,但稍有滞后;降低氧气体积分数、提高助燃空气预热温度能减少最小换向时间,负荷变化对最小换向时间无明显影响;建议将15 s作为油田水套加热炉高温空气燃烧工业应用中最小换向时间的参考值。     

浅议提高冲天炉铁水温度的措施

铁水温度的提高,关健是燃料(焦炭)能集中燃烧释放出必要的热量,与铁料在炉气中尽快的预热,使之熔化,再过热成我们所需要的铁水温度,因此送风条件与炉料状况应是提高铁水温度的主要措施。     

稠油热采底水条件下物理模拟实验技术

研究了高温底水物理模拟实验系统的组成,建立了稠油热采底水条件下物理模拟实验方法,并以渤海LD底水油田为例,利用该系统开展高温底水物理模拟试验研究,模拟研究了热采驱替方式、底水能量、井型对底水侵入的影响。高温底水物理模拟实验技术的开发,能同时实现高温和底水条件下的物理模拟实验,该技术可推广应用于海上底水稠油油藏热采技术的实验研究中,为海上底水稠油油藏高效开发方案的编制提供技术支持。