工业规模塔设备的虚拟拆装演示——SolidWorks软件在化工仿真中的应用(二)

在塔设备的教学中,塔内件的拆装演示是一种高效的教学手段,能使学生直观地了解塔内结构,并深入认识机械构件之间的匹配关系和工程实施细节。利用SolidWorks软件建立仿真塔设备模型平台,可以实现3D视频教学。特别是内构件的动态拆装演示可使学生完全沉浸到情景学习状态之中,深度了解塔设备结构,建立“工艺装备一体化”的思想。此外,仿真教学可以进行多方案对比和错误案例分析,从根本上改变传统的塔设备教学理念。     

原料油汽化特性对催化裂化反应结焦过程影响的CFD模拟

为考察原料油汽化特性影响,在一套百万吨级工业FCC提升管中,基于多相欧拉模型耦合EMMS曳力和传质、油滴汽化和十二集总反应动力学模型,采用三维CFD模拟研究气液固三相流动、汽化、反应、结焦的复杂过程,新开发结焦预测模型定量预测结焦状况,对比研究不同原料油雾化液滴粒径和起始汽化温度下各相和反应组分浓度场、温度场分布和结焦程度。结果表明,模拟方法可较准确预测汽化、反应生焦和结焦过程,不同雾化液滴粒径和起始汽化温度通过流场分布和汽化快慢影响液相油滴汽化率和反应转化率;合适液滴粒径(60 μm)和起始汽化温度(654 K)可提升轻油、汽油、液化石油气目标产品收率并改善结焦程度。     

高低并列式重油催化裂化汽提器挡板的结构优化

催化裂化汽提器的汽提效果对装置产品收率、能耗和长周期平稳高效运行有重要影响。高效的汽提器不仅可以提高轻质油品的收率、改善产品分布,更能降低再生器的烧焦负荷、减少催化剂的水热失活。当前常用的汽提器主要呈现两种结构形式,其一为填料结构汽提器,该汽提器空间利用率和汽提效率很高,但填料容易被焦块堵塞,不易清理,因而不适宜于重油催化裂化装置;另一种汽提器为挡板结构汽提器,该汽提器结构简单、汽提效率高、运行周期长,应用非常广泛。开孔挡板结构汽提器作为挡板结构汽提器中应用最广一种,其挡板区内气固流动特征及流场分布特点目前还研究较少,同时受实验条件和测量方法的限制,工业尺度开孔挡板结构汽提器更是鲜有研究报道。本研究将运用双流体模型结合分段曳力模型对一套工业规模催化裂化装置的锥环形挡板汽提器进行模拟,考察其流场特点和气固流体力学行为。发现模拟所得床层密度与工业实测值能较好吻合。模拟结果表明：挡板区内蒸汽并不严格呈“S”形穿过各块挡板向上流动,相邻环形挡板0.85相似文献   

谈粉煤灰掺量对混凝土强度的影响

介绍了粉煤灰的化学组成,论述了粉煤灰掺量的变化对混凝土强度的影响,总结了粉煤灰的化学组成是导致强度变化的内在因素。     

两段气固环流反应器流体动力学行为和传质特性的研究

借鉴气液环流的理论,提出了气固多段环流的设想.以空气和FCC催化剂为介质,在内环表观气速为0.089～0.424 m/s、外环表观气速为0.04～0.08 m/s的范围内,在一套两段气固环流反应器内系统研究了两段环流反应器内颗粒的流体动力学行为和气固传质特性.发现反应器平均颗粒密度随着内环表观气速的增加而减小,随外环表观气速的增加变化不大.一段、二段环流速度随着内环表观气速的增加而增加,随外环表观气速的增加略有减小.环流反应器汽提效率随内环表观气速的增加而增加,随外环表观气速的增加略有减小,两段环流反应器的汽提效率大于单段环流反应器.     

“双碳”背景下液化天然气工业园区能源耦合技术研究

以国内LNG接收站为研究对象,开展LNG工业园区能源耦合技术研究,利用电厂等项目提供的温排海水作为LNG气化的热源,为LNG接收站设计建造提供新思路,实现LNG冷能、工业余热等能源的有效利用,保护海洋环境,在园区内形成循环绿色经济体系,产生显著的经济效益和社会效益。通过分析LNG接收站常规取水工程和温排海水取水工程案例,研究技术可行性,为后续工业园区规划和配套项目的建设提供思路与参考。     

无序环流混合器的流体力学特性和颗粒混合特性

在内径为Φ286 mm的无序环流混合器装置中,研究了无序环流混合器的流体力学特性和颗粒混合特性。以催化裂化(FCC)平衡剂为颗粒相,在中心区表观气速为0.3~0.5 m/s,边壁区表观气速为0.1 m/s,系统循环强度为0.25~1.00 kg/s的操作条件下,采用PV-6D型颗粒速度密度测量仪测量了混合器内床层各截面密度,并给出不同操作条件下的截面不均匀指数(RNI);采用热颗粒示踪技术给出了混合器内各测量截面的无因次温度分布,并引入混合指数用来定量描述不同操作条件下的颗粒混合程度,同时对比了传统环流混合器与无序环流混合器的混合能力。结果表明,无序环流混合器内部床层密度呈现中心低,边壁高的分布模式。随着循环强度的增加,RNI先减小后增大,随着表观气速的增加,RNI增大。预混合区混合指数为0.7~0.9,在高循环量,低中心区表观气速条件下(G_s为1.00 kg/s,u_(gd)为0.3 m/s),下料管进料影响区的截面混合指数低于其他操作条件。另外,无序环流混合器混合能力优于传统环流混合器。     

高温环境下催化裂化催化剂磨损状况的研究

为研究流化催化裂化(FCC)催化剂在高温环境下的磨损行为,在一套固定流化床装置中考察了FCC平衡剂CGP-I在500℃和600℃高温环境下磨损率的时变关系和过孔气速对磨损率的影响,分别从颗粒形貌、磨损动力学等方面对催化剂的磨损机制进行了研究。结果表明:随着磨损时间的延长,磨损速率逐渐下降;随着磨损温度和孔气速的增加,磨损率增大。通过分析结果并与Gwyn磨损动力学方程比较建立了宏观磨损平衡方程,整个磨损过程可近似看作一级不可逆过程,该催化剂磨损率随磨损时间和孔气速的升高呈指数关系增加,高温环境下催化剂的磨损行为主要受表层磨损机制支配。     

导流筒高度对气固环流反应器流动特性的影响

为了研究导流筒高度对环流反应器内流动特性的影响,基于欧拉-欧拉方法,采用基于多尺度结构的EMMS曳力模型,结合颗粒动力学理论,建立了环流反应器内气固两相流动模型,通过对比实验数据,确定了合适的模型参数。采用已建立的流动模型,对导流筒高度进行了优化研究,考察了导流筒高度变化对平均床层密度、质量流率和环流速率等参数的影响。结果表明,导流筒优化高度为1.4 m时,环流效果较好,其平均质量流率比原装置(HD为1.2 m)提高了36.17%。     

中心气升式气固环流反应器中的能耗分布

基于能量平衡,推导出计算中心气升式气固环流反应器中不同区域内气固混合物流动能耗的理论模型,测量了不同区域内固相颗粒速度、气固混合物密度及床层压降,并根据实验数据确定出相应的模型参数,模型计算与实验结果吻合较好. 模型计算表明,中心气升式气固环流反应器内环隙区和气固分离区的能耗分别占反应器总能耗的近40%和30%,颗粒环流受到的阻力主要集中在这2个区域;而导流筒区及分布器影响区能耗较小,共占总能耗的近30%. 随导流筒区表观气速增加,环隙区能耗占总能耗的比重减小,气固分离区能耗所占比重增大,导流筒区和分布器影响区能耗基本保持不变. 气体分布器的安装位置对反应器内能量消耗的分布影响较大,中心气升式气固环流反应器内流动阻力更小.