基于CFD的喷射分配器结构优化

基于计算流体力学(CFD)对喷射分配器进行了数值模拟与结构优化研究,首先进行了模型验证,确保所选流体力学模型的可靠性,其次对喷射分配器的原始构型进行模拟,得到其压降、分布不均匀度以及分配器下方液相喷洒面积等性能参数。在此基础上,对分配器进气孔数目、开孔位置、喷嘴结构及尺寸进行优化,改进后分配器的分布不均匀度比原始构型降低57.96%,分配器下方液相喷洒面积增大179.05%,压降增大10%,抗塔板倾斜能力提高2%。结果表明,改进的分配器综合性能优于原始构型。     

加氢反应器分配器数值模拟与结构优化

采用Fluent软件对加氢反应器中单个泡罩分配器的流体力学性能进行模拟,以BL型气液分配器为基础构型,通过改进其下降管和碎流板结构进行结构优化。结果表明,改进的气液分配器构型与原BL型气液分配器相比,喷洒面积增大255%,不均匀度减小30.19%,压降增大73.63%,综合性能优于原BL型气液分配器。     

加氢反应器气液分配器数值模拟与结构优化

采用Fluent软件对加氢反应器中单个泡罩分配器的流体力学性能进行模拟,以BL型气液分配器为基础构型,通过改进其下降管和碎流板结构进行结构优化。结果表明,改进的气液分配器构型与原BL型气液分配器相比,喷洒面积增大255%,不均匀度减小30.19%,压降增大73.63%,综合性能优于原BL型气液分配器。     

固定床反应器内构件-喷射型分配器的结构优化

采用欧拉两相流模型和标准的k-ε湍流模型,对一种喷射型分配器进行了数值模拟,在此基础上探讨了气相入口结构、液相入口数量、出口喷嘴直径等对分配器不均匀度和压力降等性能的影响,进而优化了分配器结构。研究结果表明,改进型分配器气相入口形式为朝向同侧的2孔,液相入口个数为4个,出口喷嘴直径为12 mm,分配器下方200 mm的液相分布不均匀度为0.170 2,与基本构型分配器相比降低了3.46%,可在一定程度上改善分布效果;压力降与基本构型分配器的压力降相近。     

固定床反应器溢流型气液分配盘的性能模拟

以油品和氢气为原料,选用欧拉-欧拉多相流模型和标准k-ε湍流模型,利用计算流体力学（CFD）软件建立了固定床反应器分配盘数学模型,并在验证模型准确性的基础上对由溢流型分配器组成的分配盘进行性能分析,考察了分配器排列方式、间距、分配盘下方空高等因素对分配盘性能的影响。结果表明,当以正方形形式排列,布点间距为118 mm、分配盘与催化剂床层间距为150 mm时,气液分配盘液相分布的不均匀度最小,仅为1.86%,比基本构型分配盘的液相分布不均匀度降低了42.9%。     

UOC型冷氢箱数值模拟与结构优化研究

以文献中UOC型冷氢箱流体力学实验数据为基础,对所选数值模型进行验证，验证了模型的准确性。以工业操作条件为基础，采用Fluent软件对UOC型冷氢箱流体力学性能进行数值模拟，对混合方箱收缩流道间距及筛孔挡板与方箱间距进行结构优化，并在收缩流道出口处增设挡板。结果表明，优化改进后的冷氢箱性能与基本构型相比，温度分布不均匀度降低了36.8%，压降降低了21 Pa，冷氢箱综合性能得到较大改善。     

UOC型冷氢箱数值模拟与结构优化

以文献中UOC型冷氢箱流体力学实验数据为基础,对所选数值模型进行验证,验证了模型的准确性。以工业操作条件为基础,采用Fluent软件对UOC型冷氢箱流体力学性能进行数值模拟,对混合方箱收缩流道间距及筛孔挡板与方箱间距进行结构优化,并在收缩流道出口处增设挡板。结果表明,优化改进后的冷氢箱性能与基本构型相比,温度分布不均匀度降低了36.8%,压降降低了21Pa,冷氢箱综合性能得到较大改善。     

固定床反应器内构件-喷射型分配器性能的计算流体力学研究

采用欧拉两相流模型和标准的k-ε湍流模型,建立了一种喷射型分配器的数学模型。在对喷射型分配器基本构型进行模拟分析的基础上,从操作弹性和物性适应性等角度分析了分配器的性能,分析了液相密度、液相黏度和气相密度对分配器性能的影响。结果表明：喷射型分配器能够适应液相进料在某套加氢工艺装置设计负荷的60%~110%范围内的波动;分配器对气 液相物性的适应性较好,能够适用于高黏度油品,当液相密度低于800 kg/m³、气相密度低于30 kg/m³时,能够实现良好的液相分布效果。     

联合油公司气液相分配器的试验研究

本文阐述了在同步、多点、三维试验系统中对联合油加氢反应器分配器的流体力学、液相分配特性和结构进行的冷模试验及对其结构进行的优化评定。通过试验得出了该分配器的液相分布特性曲线、分配工况最佳点和适宜操作区,并提出了压降经验公式。试验结果与现场操作参数较为一致,为该分配器的推广应用提供了一定的依据。     

气液并流上行式反应器中分配器压降特性

在冷模试验装置中对气液并流上行式反应器中两种分配器的压降特性进行研究,考察了气体流量和液体流量对分配器压降的影响,结果表明：采用基准气液分配器和新型气液分配器时,分配器压降都随着气体流量的增大而先减小后增大,随着液体流量的增大而增大;在相同条件下新型气液分配器的压降高于基准分配器。针对两种气液分配器分别建立压降模型,压降计算值包括气液分配器的下部入口压降、中部上升管压降和顶部出口压降三部分,模型计算及验证结果表明：基准气液分配器压降中顶部压降占比最大,下部压降和中部压降占比较小,而中部压降中重力压降占比最大,加速压降可忽略不计;压降的模型计算值与试验值随液相流量变化的趋势基本一致,但是在相同条件下压降的计算值大于试验值,且二者的偏差随着液相流量的增大而逐渐增大,其原因是实际分配器中气液两相的流型会发生变化,导致模型计算值偏差变大。     

LSXPT-1型双向液体喷头的研究

在 ?1 000 mm有机玻璃冷模试验装置上利用空气-水系统考察LSXPT-1型双向液体喷头的分布性能、喷出的液滴粒径、喷头入口压力、雾沫夹带等随液体流量变化的规律。结果表明：LSXPT-1型双向液体喷头的分布不均匀度系数在0.031～0.040之间,低于传统槽式液体分布器和缓冲沉降式液体分布器的分布不均匀度系数,分布性能优异;随着液体流量的增大,喷头入口压力增大,在液体流量为2.15～9.62 m3/h的范围内,喷头入口压力为 0.04～0.66 MPa;喷出的液滴粒径在1 975～2 350 μm之间,远高于当气速在3.0～4.0 m/s时因气液流动呈湍流状态液滴沉降所要求的液滴粒径（400～700 μm）;该双向液体喷头即使在空塔气速高达4 m/s时,其雾沫夹带量仍不超过7%,可允许更高的操作气速上限,提高塔的处理能力。     

LPT-1型液体分布器的分布性能及工业应用

在试验装置上考察LPT-1型液体分布器的分布性能。结果表明,LPT-1型液体分布器具有良好的分布性能,其分布不均匀度系数与传统的槽式分布器相比,可降低40%以上,用于回流段可显著提高传热效果。在中国石化沧州分公司的工业应用结果表明,与传统的槽式分布器相比,LPT-1型液体分布器可提高减压塔的操作弹性,减少燃料消耗,降低减压塔的压降,提高拔出率。     

气-液分流式分布器的流体力学性能

开发了一种具有抗塔板倾斜性能的气-液分流式分布器。通过冷模实验,研究了该分布器液体破碎程度与液体分布均匀性之间的关系,以及操作条件变化对分布器压降的影响,并在直径为1 m的加氢反应器中考察了由37个气-液分流式分布器组成的气-液分配盘的液体分布均匀性。结果表明,存在一个液体破碎雾化的临界气速。临界气速同时也是分布器液体分布均匀与否的分界点,只有气体流速超过该临界值时,才能实现液体的均匀分布。当通过分配盘的气量超过总体临界气体流量时,其液体分布相对不均匀度可降至5%以内,实现液体的均匀分布。此外,基于实验数据,还得到了气-液分流式分布器的压降与气、液两相Reynolds数间的关系式。     

喷射式超重力旋转床的流体力学与传质性能的研究

采用空气-水物系和乙醇-水物系在喷射式超重力旋转床(简称喷射式旋转床)(转子直径为260mm,高45mm)中进行流体力学与传质性能实验,考察了F因子、喷淋密度和转子转速对喷射式旋转床压降和传质性能的影响。实验结果表明,喷射式旋转床压降随F因子、喷淋密度和转子转速的增加而增加;由实验数据回归得到压降关联式,干床压降的平均误差为8.7%,湿床压降的平均误差为10.5%;等板高度随转子转速和F因子的增加而减小,装有液体分布器时的等板高度比无液体分布器时的等板高度降低20%～50%。喷射式旋转床具有压降低和传质效率高的特点,尤其适用于高真空和热敏性物料的分离。     

喷射型分配器的性能研究

分配器是滴流床反应器的重要构件 ,分配器的性能与设计参数和操作条件有直接关系。通过对不同条件下喷射型分配器的性能试验发现 :操作负荷的增加 ,可以明显提高分配器的液体分配性能 ;粘度越低的液体 ,分配效果越好 ;提高喷淋点密度 ,有利于提高液体的分配效果 ;喷淋高度只在较低负荷时影响分配器的液体分配性能 ;喷射型分配器的压力降高于普通分配器。     

固定床反应器内构件-溢流型分配器的数值模拟与结构优化

采用计算流体力学(CFD)软件作为研究工具,以真实的反应液相和气相为物系,利用欧拉-欧拉多相流模型及标准的k-ε湍流模型建立了固定床反应器内构件-溢流型分配器的数学模型.在与文献中实验数据对比验证数学模型正确的基础上,从气相入口结构、液相入口排布方式和碎流板结构等方面对溢流型分配器进行结构优化和性能分析.结果表明,在模...     

流化床气体分布板结构对流化特性的影响

In the present paper, the experimental method and computational fluid dynamics (CFD) method were used to investigate the effect of gas distributors with different orifice size and orifice pitch on fluidization characteristics in gas-solid fluidized bed. The distributor pressure drop, bubble evolution, bed pressure drop and the distribution profile of solid volume fraction were investigated with using the four types of gas distributor plates. Euler- Euler two fluid model(TFM) approach based on the kinetic theory of granular flow (KTGF) and Standard k-epsilon turbulence model were employed in the numerical simulation with using ANSYS Fluent 15.0. The results showed that the orifice size and orifice pitch of gas distributor plate have the significant influence on the flow characteristics in gas-solid fluidized bed. With decreasing orifice size and orifice pitch of gas distributor plates under the same opening area, the distributor pressure drop, the initial bubble size and height of dead zone just above distributor was decreased, and the bed pressure drop was more increased than that of the larger orifice size and orifice pitch of distributors, the distribution of solid volume fraction was also more homogeneous for the small orifice size.     

新型折流式超重力旋转床传质性能的研究

采用乙醇-水体系对新型折流式超重力旋转床进行了传质性能实验,考察了气相动能因子(F因子)、转子转速对新型折流式超重力旋转床的压降和传质性能的影响。实验结果表明,新型折流式超重力旋转床的压降随F因子、转子转速的增大而增大;每米理论板数随转子转速的增大而增大,随F因子的增大先增大后略有降低;与有液体分布器时相比,无液体分布器时新型折流式超重力旋转床的传质效果更好;与折流式超重力旋转床相比,新型折流式超重力旋转床的压降降低约70%,每米理论板数降低约40%,转子轴功率降低10%～30%。