自热转化炉停留时间分布

以氢气作为示踪剂,运用脉冲法测定自热转化炉内停留时间的分布。实验结果表明:随着催化剂床层的增高,停留时间分布密度函数变窄,平均停留时间和量纲一方差均减小;当进口气量增大时,平均停留时间减小,量纲一方差增大。应用N个全混流反应器(CSTR)、轴向混合模型和平推流模型串联建立自热转化炉停留时间分布模型,由Laplace变换法和阻尼最小二乘法对模型参数进行估算,模型估计停留时间曲线与实验测量曲线吻合良好。     

焦油热解反应模拟研究

为了考察焦油的热解情况,基于芳香族化合物的热解反应及其动力学参数,构建以萘、甲苯、苯酚的混合物作为焦油模型化合物的热解模型,考察温度、压力、停留时间以及气氛对焦油热解过程的影响。结果表明,随着温度、停留时间以及压力的增加,焦油热解的转化率呈现不同程度的增加。在900～1100℃之间,焦油转化速率基本恒定;停留时间达到6 s、压力增至1 MPa以后,焦油转化速率逐渐降低。不同的反应气氛对焦油热解过程也有着不同影响,CO_2和水蒸气对焦油热解过程有着促进作用,水蒸气的促进作用更加显著,且水蒸气对抑制积炭形成有着显著效果;CO对焦油热解过程影响很小;H_2对焦油热解过程有抑制作用。     

多喷嘴对置式水煤浆气化技术进展及工程应用

介绍了单炉日处理1 000 t、2 000 t和3 000 t大型水煤浆气化技术的工业示范及运行情况,提出的4 000 t超大型水煤浆气化装置和2 000 t废锅-激冷型气化装置已相继进入工程建设阶段。多喷嘴对置式水煤浆气化技术的工业化应用结果表明:该技术在运行技术指标、系统运行性能、稳定性及可靠性等方面优于同类水煤浆气化装置,在大型化方面的优势尤为明显。     

高温热处理对石油焦结构及气化活性的影响

 采用固定床反应器,在常压下对石油焦进行高温(1173~1773K)热处理。利用元素分析、XRD、BET和孔隙结构、SEM等测试手段考察了热处理温度对石油焦的元素组成、石墨化程度、孔隙结构及表观结构的影响,在Thermax500加压热天平上考察了不同温度热处理后的石油焦样品在常压下1273K时的气化反应活性。结果表明,热处理温度升高,石油焦中碳/氢质量比增加,石墨化程度更加严重,微晶结构更趋于有序性,导致其气化反应活性降低。     

黏弹性对液体初次雾化特性的影响

以糖浆溶液和糖浆聚合物溶液为液相介质、空气为气相介质,采用同轴双通道气流式雾化喷嘴研究黏弹性对液体初次雾化特性的影响,根据高速摄像拍摄的图片对雾化模式进行研究,并重点探讨了液柱表面的不稳定特性。研究结果表明,两种液相介质的初次雾化可分为非轴对称振荡模式、膜破裂模式和拉丝破裂模式,糖浆聚合物溶液各个破裂模式的边界Weber数大于同等黏度的糖浆溶液。液体表面的不稳定波长与气速及液体自身的黏弹性密切相关,在考虑边界层影响的不稳定波长理论模型的基础上引入弹性参数Wi,并通过数据拟合得到新的不稳定波长关系式。     

焦油热解实验研究

采用小型气流床热解实验装置进行焦油热解实验,考察了温度对焦油热裂解过程的影响,同时选择甲苯作为焦油模型化合物研究焦油热解过程中的组成变化,得到了焦油的热解特性。结果表明:热解温度对焦油和甲苯转化率影响大,在800—1 100℃之间,焦油和甲苯的转化率及气体产率均随温度增加而上升,在N_2气氛下的最高转化率分别为70.29%和90.11%,且温度的升高会促进炭黑的生成。H_2会略微降低甲苯的转化率,但是对炭黑的生成有明显抑制作用。升高温度会使甲苯热裂解后产物种类减少,含支链化合物基本消失,形成更稳定的多环芳烃化合物,且会促进甲苯的缩聚。     

基于效率的煤制SNG系统优化

煤制天然气(SNG)系统变换单元(WGS)和甲烷化单元(METH)对系统的效率有较大的影响。为提高WGS-METH单元(包括变换单元、酸气去除单元、甲烷化单元)的效率,在通用代数建模平台(GAMS)上建立了以为目标函数的非线性模型(NLP),对WGS-METH单元的操作条件和热回收进行了同步优化,对METH循环率对WGS-METH单元效率的影响进行了敏感性分析。结果显示:WGS旁通率为0、METH循环率为0.784、METH分流率为1时,WGS-METH单元效率最高,为85.09%。WGS-METH单元的效率随METH循环率先增加后减少,最优循环率为0.784,循环率较优操作区间为0.725—0.825。     

洗涤冷却管出口处的射流深度和界面波动特性

采用压差传感器和高清摄像仪对洗涤冷却管出口处射流深度和洗涤冷却室内气液界面波动特性进行了冷模实验研究,研究发现,随着表观气速的增大,射流深度呈指数式增大,由此提出了主流射流深度与洗涤冷却管出口处动量通量的经验式,其最大射流深度可达2.51 cm,同时采用VOF模型和RNG κ-ε 湍流模型对其进行了模拟计算,模拟结果与实验结果吻合良好。研究结果还表明,洗涤冷却管出口处液面波动对床层内气液两相环流脉动的影响较为显著。     

新型催化裂解快速流化床内颗粒浓度分布实验研究

催化裂解反应器是石油深度加工的重要反应器,采用实验方法对新型快速床催化裂解反应器内气固两相流动特性进行了研究,测量了床层内颗粒浓度分布,考察了气体流量对床层轴向和径向上颗粒浓度分布的影响。实验结果表明,床层轴向上颗粒浓度呈现下部稠密上部稀疏的分布规律;当气体流量较低时轴向颗粒浓度呈S形分布,高气量下呈现指数函数形分布,即反应器上部区域的颗粒浓度分布影响较小;床层径向颗粒浓度分布呈现中心稀、边壁浓的特征,且增大空气流量,径向分布趋于均匀。在一定操作条件下,与传统提升管相比,新型快速床颗粒浓度显著提高。     

基于混合模型的气流床气化炉建模

为了提高在煤质改变及工艺参数波动条件下气流床气化炉出口结果的预测精度,分别采用机理模型、广义回归神经网络（GRNN）模型以及混合模型对气化炉进行建模,其中混合模型由GRNN模型和机理模型构建,结合两种不同的煤样对三种模型的预测结果进行分析。结果表明：三种模型均可以较好地对气化过程进行模拟;其中在煤种固定的情况下混合模型关于气化温度和CO、CO₂及H₂含量的预测误差为0.18%和0.25%、1.72%及0.43%,与机理模型和GRNN模型相比误差更小;在煤种改变的情况下混合模型关于出口气体结果的预测最接近实际生产数据,误差为0.81%和0.11%、2.53%及0.42%。证明混合模型在煤种改变及工艺参数波动条件下可以有效地对气化过程进行模拟,在很大程度上提高了机理模型和GRNN模型的预测精度。