螺旋升流式反应器流态特性的数值模拟

为了分析螺旋升流式反应器去除COD及N、P效果好的原因,利用计算流体力学(CFD)商用软件PHOENICS对螺旋升流式反应器厌氧段的流态特征进行了模拟研究.研究结果表明:螺旋升流式反应器内流体流态为以螺旋方式上升的推流流态和完全混合流态,其中推流流态约占65%.反应器兼有PFR和CSTR 反应器的特点,使其具有较好的处理能力.     

平板式反应器的数值模拟

连续操作条件下运行的板式反应器已成为取代间歇式反应器的一个较好的选择,它主要从事精细化工品和药品的生产。利用专业的多物理场耦合软件COSMOL Multiphysics对平板式反应器内的不可压缩流场进行了数值模拟,得到了反应器中的流体的浓度场﹑速度场及温度场分布。结果表明平板式反应器较之普通的管壳式反应器它允许高效率的反应物的温度控制,以此为据为其后期的工业开发提供了理论依据。     

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。     

渣油催化裂化工业提升管反应器的数值模拟

应用渣油催化裂化提升管反应器三维气固两相流动,传热及反应的数值模型,对工业提升管反应器进行了全面系统的数值模拟计算,得到了提升管反应器“灰管”内部的流动、传热及催化裂化等信息,初步揭示了 经裂化提升管反应器内部流动、传热及反应过程之间高度耦合、相互影响的基本特征。／     

微压内循环反应器的CFD模拟与试验研究

针对微压内循环反应器0.8m×0.1m×1.2m试验模型装置的内部气液两相流进行计算流体动力学(CFD)二维模拟和试验研究,结果表明:模拟结果与试验结果相符,总体的流速误差<±20%,中间区域的流速误差<±10%,检验了CFD模型。通过流速分布规律研究,从流体动力学角度初步分析了该反应器分区垂向循环流动特征,垂向循环流促进反应器底部产生较高的水平流速,从而有效地减小死区,提高反应器的容积利用率。     

HVPE反应器内输运现象的数值模拟研究

对用于制备GaN的具有同心圆喷头的HVPE(氢化物气相外延)反应器内的输运现象进行了三维数值模拟研究.在模拟计算中,分别改变总载气进口流量、同心圆喷口进口流量、重力、压强等条件,得到反应器内流场、温场、浓度场的相应变化.根据对模拟结果的分析,得出输运过程的优化条件为:尽量减小总载气进口流量,适当增大同心圆喷口的双进口流量,并降低反应室内的压强.     

渣油催化裂化工业提升管反应器的数值模拟

应用渣油催化裂化提升管反应器三维气固两相流动、传热及反应的数值模型,对工业提升管反应器进行了全面系统的数值模拟计算,得到了提升管反应器“灰箱”内部的流动、传热及催化裂化等信息,初步揭示了催化裂化提升管反应器内部流动、传热及反应过程之间高度耦合、相互影响的基本特性。模拟结果表明,在提升管内气固两相沿轴向、径向和切向都存在着浓度、速度及温度变化梯度,这是造成催化裂化反应速度分布不均匀的主要原因。提升管的进料段是裂化反应最复杂的区域。在喷嘴上方５～１０ｍ处原料油反应基本结束,柴油产率最大值出现在提升管中下部,汽油产率最大值出现在中上部。提升管出口处反应温度及各组分浓度的模拟计算值与工业装置数据相一致,这说明该模型对工业提升管反应器具有较好的预测性,同时也验证了它的可靠性及合理性。     

固液搅拌反应器数值模拟研究进展

固液搅拌反应器是过程工业中常见的单元设备,该反应器内固液两相的湍流特性以及相间相互作用等因素使得相关的数值模拟变得较为复杂。本文介绍了近年来用于处理旋转桨叶的方法和模拟连续相及离散相的数学模型,总结了这些方法和模型在预测固液搅拌反应器特性（包括速度和湍流特性、固相浓度分布、临界悬浮转速、颗粒层高、几何参数优化和颗粒特性）方面的应用,并对不同的方法和模型进行了展望,重点介绍了采用颗粒解析模型的欧拉-拉格朗日法在研究颗粒悬浮机理方面的应用前景。     

管式反应器中交混流场的数值模拟

对管式反应器中的交叉混合流场进行了三维数值模拟,采用分块结构化网格技术以及网络拼接技术实现了适用于复杂形体的分块结构化网格的计算程序,采用修正的ｋ－ε双方程湍流模型描述反应器的湍流流动,用类似ＳＩＭＰＬＥ法对控制方程进行求解,经冷态模拟试验检验,结果令人满意     

自搅拌反应器内液相流动的数值模拟

采用数值模拟方法研究了压力能驱动的自搅拌反应器内液相流场的分布规律.首先对标准κ-ε模型、RNG κ-ε模型、realizable κ-ε模型下的模拟结果与PIV实验结果进行对比,确定了合适的湍流模型;然后研究了不同入口压力、液位高度对反应器内流场分布的影响.结果表明:标准κ-ε模型能更精确地模拟该反应器内的流场分布,反应器内流场稳定时间为12s以上.增加入口压力和液位高度均有利于反应器内流体速度均匀分布,入口压力为3MPa时几乎不存在速度死区.     

焦炉煤气组分气相色谱分析法分析条件

通过正交实验设计,结合其他参数的测定,得出气相色谱法分析焦炉煤气详细的实验数据,对分析条件的影响作了讨论.实验结果表明,柱箱温度是影响分析的主要条件,载气的流速、检测器温度和检测器桥电流的影响并不显著.经实验确定的最佳分析条件:载气流速为56 mL/min;柱箱温度为室温;检测器桥电流为120 mA:检测器温度为100℃.     

焦炉煤气组分气相色谱分析法分析条件

通过正交实验设计,结合其他参数的测定,得出气相色谱法分析焦炉煤气详细的实验数据,对分析条件的影响作了讨论。实验结果表明,柱箱温度是影响分析的主要条件,载气的流速、检测器温度和检测器桥电流的影响并不显著。经实验确定的最佳分析条件:载气流速为56 mL/min;柱箱温度为室温;检测器桥电流为120 mA;检测器温度为100℃。     

焦炉煤气组分气相色谱法分析实验研究

为了找到焦炉煤气组分气相色谱法分析最优的分析条件,使用自装柱,通过正交实验设计,研究了分析条件对分析结果的影响。结果表明:最优分析条件为:载气流速:43ML/min;柱箱温度:室温;检测器桥电流:120mA;检测器温度:100℃。通过分析可得出如下结论:柱箱温度是影响分析的主要条件,而载气的流速、检测器温度和检测器桥电流的影响并不显著。     

化学气相浸渗反应器内气体流场的数值模拟

控制化学气相浸渗(CVI)反应器内的反应气体流场是获得理想沉积物的关键技术之一, 通过建立质量守恒、动量守恒、能量守恒和化学反应守恒4个微分方程及其边界条件, 采用有限单元法对CVI反应器中复杂且不可观察的气体流场进行数值计算. 数值计算结果表明, 喷嘴形状及其与衬底相对位置对流场形貌有显著影响. 采用π/6的斜口喷嘴, 并使其中心轴线与通过它和圆柱形衬底交点切线的夹角为π/6时, 反应器内基本消除了回流.     

干熄焦工艺对6m焦炉焦炭质量的影响

选取6m焦炉焦炭,对干、湿法熄焦焦炭进行质量对比分析,研究干熄焦对焦炭质量的影响。结果表明,干熄焦对焦炭的灰分和硫含量改变不大,对焦炭的真密度、气孔率、灰成分和光学组织指数影响较小,对焦炭的成熟度、平均粒度、粒度均匀系数、孔径分布、机械强度和热态强度等的改善明显。     

基于焦炉气制甲醇PDS—600湿法脱硫工艺技术研究

临涣焦化股份有限公司焦炉气制甲醇是临涣焦化煤焦一体化工程的配套工程,焦炉气来自220吨/年焦化装置,充分利用焦炉的副产煤气资源优势生产甲醇,但生产甲醇的煤气原料中的含硫量偏高,为满足甲醇生产工艺指标要求,需对煤气净化车间净化后的煤气进行再次脱硫,使煤气中的总硫含量低于0.1 ppm,消除因硫含量超标引起催化剂"重毒"的不利因素,保障甲醇装置长周期稳定运行。本文论述了焦炉气制甲醇的PDS—600湿法脱硫工艺在生产中的应用,对脱硫工艺中的控制参数进行了论证,并用多年的生产实际证明了PDS—600湿法脱硫工艺的应用效果良好。     

焦炉立火道温度控制研究

研究了焦炉加热自适应控制算法,结合马鞍山钢铁公司煤焦化公司6^#焦炉加热的计算机串级控制系统,建立了温度控制系统的最优化控制模型,实践表明,该系统可靠,炉温稳定,节能明显。     

废塑料配煤炼焦对焦炭质量的影响

为降低配煤炼焦生产中焦煤用量,提高废塑料利用率,利用废塑料代替一定比例焦煤,在40 kg实验焦炉中与煤共焦化,考察焦炭、焦油产率和焦炭强度的变化规律。结果表明:以质量分数为1%~5%的废塑料替代焦煤炼焦后,焦炭产率下降,焦油产率增加,M25先提高后下降,M10先下降后提高,焦炭的反应性提高,而反应后强度下降;当废塑料质量分数控制在3%以下时,焦炭的冷态强度和热态强度符合国家二级冶金焦炭质量分级标准。该结果为工业生产提供了参考。     

焦炉蓄热室最佳废气分配比的探讨

提出了烧高炉煤气时确定蓄热最佳废气分配比的目标函数。采用一维优化方法,结合蓄热室传热模拟,对实例进行了计算,并进行了分析。