氧热法电石生产气流床反应器性能的数值模拟

针对氧热法电石生产工艺中气流床反应器内的燃烧放热和电石生成的吸放热耦合体系,建立了包含传质、传热和反应的多相反应器模型,基于模拟重点考察了反应器几何参数和操作条件对器内传递和反应性能的影响。结果表明：(1)气体通过气流床中的预热段、扩大段时,温度达到1000K以上,反应段的局部温度达到3000K以上,可以满足原料预热和电石合成需要的温度;(2)焦炭的粒度增大,其火焰中心位置下移,可以更好地为底部电石合成反应提供热量;但是焦炭的粒度增大,气体出口温度变大,能量没有得到充分利用;(3)适宜焦炭粒度为120μm,对合成电石和减小能耗有利。     

层间冷激固定床绝热反应器优化设计

层间冷激固定床绝热反应器广泛应用于合成氨、合成甲醇、硫酸等化学工业。本文总结了前人关于此种反应器优化设计方法方面的工作经验,根据 Malenge 等人提出的导数法给出了此型反应器在触媒最高使用温度限制下的优化设计模型及设计算法。并在 DJS—6电子计算机上对 Kellogg轴向四段冷激氨合成塔的设计数据进行了实例计算,得到了较满意的结果。从而验证了模型及程序的正确性,为层间冷激轴向固定床绝热反应器的优化设计提供了模型,计算方法及设计程序。     

甲醇催化重整制氢反应器的二维模拟及管径的选取

以甲醇裂解和甲醇水蒸气重整制氢作为平行的独立反应,CO、CO2为关键组分,建立了甲醇催化重整制氢反应器的二维数学模型,用正交配置法计算了催化床内各组分浓度及床层温度随径向和轴向的分布。考察了反应管管径变化对反应器性能的影响。在整个床层催化剂装填量及反应操作条件均不变的情况下,反应管管径增加,催化床层的出口温度降低,径向温差加大,氢气的时空产率略有降低,但所需的反应管根数迅速减少。     

渣油加氢裂化膨胀床反应器反应性能模拟

针对渣油加氢裂化这一复杂多相反应体系,建立了包含传质和反应的多相膨胀床反应器模型。基于模拟重点考察了反应温度以及反应器床层内填装不同外形催化剂对反应器出口中间馏分油质量收率的影响。结果表明：（1）在所模拟的温度范围内,取反应温度为693K时,中间馏分油出口质量收率最大,为75.02%;（2）在反应器内分别填装不同形状催化剂时,反应器出口中间馏分油的质量收率不同,其中当填装四叶草形催化剂时,中间馏分油质量收率最大,为81.42%。     

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     

滴流床反应器中SO2的脱除

利用装填有活性炭的滴流床反应器可以脱除废气中的ＳＯ２。液体周期性的脉冲能够提高副产物Ｈ２ＳＯ４的浓度和反应速率，降低床层压降。影响反应器性能的主要操作参数是气体空速、床层温度、操作周期、液体喷淋时间占整个周期的分率以及喷淋液中的硫酸浓度。在每一个周期下都有一个最优的喷淋时间，喷淋液体的表观速率对ＳＯ２脱除几乎没有影响，它只是降低了出口液体中的硫酸浓度。在较低的床层温度下，升高温度有利于ＳＯ２的脱除     

淤浆鼓泡床反应器中的液沫夹带

利用淤浆鼓泡床反应器(SBCR)二甲醚合成反应的惰性介质石蜡油的蒸气压,在二甲醚合成的操作条件下对N2-石蜡油系统、N2-石蜡油-C301细颗粒催化剂系统的液沫夹带进行了计算;优化了鼓泡淤浆床反应器中影响液沫夹带量的操作因素(气速、压力、温度)和装置因素(分离器特征尺寸)。对比两相操作与三相操作的液沫夹带,认为可将三相床中的夹带作拟两相处理,进一步分析了液沫夹带的机理,结果表明：气泡的破裂和液体能量的增大是影响液沫夹带的主要因素。     

利用CASIO 9750计算PFR并联操作反应器总体积

本文利用CASIO 9750图形计算器编程计算PFR并联操作反应器总体积;举例计算了：恒容条件下反应器R1出口关键组分浓度CA1及反应级数N对反应器总体积的影响;变容条件下反应器R1出口关键组分浓度CA1对反应器总体积的影响;膨胀率对反应器总体积的影响;对所得的数据作了理论分析.     

管壳型二甲醚合成反应器的二维数学模型

以CO加氢、CO2加氢合成甲醇和甲醇脱水生成二甲醚反应为关键反应,CO、CO2和二甲醚为关键组分,建立了管壳型二甲醚合成反应器的二维数学模型,用二维正交配置法求得催化床内各组分浓度和床层温度随轴向和径向分布,模拟计算了反应器的操作性能。结果表明:操作压力、入塔气量对催化床轴向温度分布有较大影响,反应进口温度对反应影响不大,径向温度差基本在2~4°C,径向浓度差一般不超过0.1%。     

循环反应器中循环比的研究

循环反应器便于控制物料浓度和反应温度,同时使物料具有足够的停留时间而被广泛应用.循环反应中的循环比β是一个十分重要的参数,文章给出了确定反应器达到全混流操作状态所需最小循环比的基本方法.β的大小与反应类型、动力学方程、反应器大小和操作条件等因素有关.     

原料预热温度对催化裂化装置动态和定态特性的影响

利用前置烧集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     

出口结构对循环流化床锅炉床内轴向密度的影响

针对目前工业循环流化床锅炉存在的主要问题(床温控制、细颗粒的停留时间及气固横向混合)及其工程对策的缺陷,用试验方法探索利用改变出口结构来增加颗粒的内循环;研究了多种循环流化床的出口几何结构在不同操作条件下对床内流动特性的影响机理。试验表明,循环流化床锅炉出口几何结构对床内轴向密度的影响很大,选择合理的出口几何结构,可以在循环流化床锅炉运行条件范围内增强床顶部甚至全床的床密度,增强颗粒的内循环,从而增加颗粒在床内的停留时间。     

出口结构对循环流化床锅炉床内轴向密度的影响

针对目前工业循环流化床锅炉存在的主要问题(床温控制、细颗粒的停留时间及气固横向混合)及其工程对策的缺陷,用试验方法探索利用改变出口结构来增加颗粒的内循环;研究了多种循环流化床的出口几何结构在不同操作条件下对床内流动特性的影响机理。试验表明,循环流化床锅炉出口几何结构对床内轴向密度的影响很大,选择合理的出口几何结构,可以在循环流化床锅炉运行条件范围内增强床顶部甚至全床的床密度,增强颗粒的内循环,从而增加颗粒在床内的停留时间。     

铁矿石移动床还原数学模型

本文在对铁矿石还原动力学特性进行了较详细的实验研究基础上,提出了一个移动床还原一维数学模型,模型描述了矿石还原度,气相成份、温度、压力等沿反应器轴向变化的规律。通过实验室规模的移动床还原实验证明此模型能正确反映铁矿石在移动床中的还原过程,实验测定值与模型计算值很好吻合。应用此模型能更确切地说明移动床还原过程的规律性,对改进高炉和直接还原竖炉的操作及设计反应器都有指导作用。     

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。     

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。     

苯胺加氢固定床反应器的优化设计与操作

目的 对苯胺催化加氢制环己胺列管式固定床反应器进行优化设计。方法 建立苯胺催化加氢制环己胺固定床反应器的二维拟均相模型，并用数值计算软件MathConnex对模型进行求解。结果 实现了苯胺催化加氢制环己胺列管式固定床反应器的优化设计与操作。结论 采用二维拟均相模型可有效地描述苯胺催化加氢制环己胺列管式固定床反应器的特征；影响转化率的主要因素是反应器的轴向温度分布，反应器的管径和氢气与苯胺物质的量对反应器轴向温度分布有较大影响，是设计反应器和优化操作的重要参量；根据计算结果设计的反应器在优化条件下操作稳定，能耗降低，热点温度远低于采用导热油冷却的反应器，产品的副产物少，收率可达95％以上，具有较好的经济效益。     

丁炔二醇合成反应的床层宏观动力学测定

本文设计了一种能模拟工业涓流床反应器操作条件的外循环微分反应器。应用此实验室反应器,测定了丁炔二醇合成反应的床层宏观动力学。用回归分析法,从实验数据得到了宏观反应速率与催化剂外部接触效率的经验数学模型。该模型成功地经受了中试绝热装置的检验。     

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。     

高岭土酸浸法制备PAC管式反应器体积计算

酸浸反应器是高岭土制备聚合氯化铝的关键设备。基于连续管式反应器具有环境清洁、连续操作和利用率高等优点 ,文章研究了高岭土酸浸连续管式反应器体积的计算方法。指出对影响反应器体积大小的主要因素 :盐酸的初始浓度、氧化铝浸出率、反应温度和时间等 ,应加以综合考虑 ,选择适宜的操作条件 ,从而计算确定反应器体积