平行流列管式固定床反应器管外流体的模拟

运用计算流体力学软件FLUENT6.1对平行流列管式固定床反应器环形流道及管间流体的流动进行数值模拟。模拟结果表明,流体进入环形流道后流速急剧变化,要达到环形流道内侧壁沿圆周流量均匀分配,就必须在不同的位置开不同尺寸的孔,反应器进口挡板和分布板的设置使管间流体在进入反应器后径向分布基本均匀。建立冷模实验装置,测定流体在反应器管间不同高度同一截面上的压力分布,实验结果表明,反应器管间流体达到均匀分布。管闯流体压力的模拟值与实验值相比较,两者吻合良好。     

平行流列管式固定床反应器分布板的开孔规律

采用动量方程建立了平行流列管式固定床反应器管外流动模型，计算出管外压力分布和速度分布，并用角度为６０°的片状平行流试验模型加以验证，试验结果和模型计算结果取得了良好的一致性。在此基础上，研究了实现管外流动和传热均布的分布板环隙和小圆孔的调节方法。     

列管式固定床反应器模拟与设计进展

<正> 一、前言 传统的固定床设计一般假定工业多管反应器的实际操作条件与单管实验反应器的操作条件相同,这个假定只对热载体完全均匀分布的并流反应器适用。但在实际的操作系统中,管与管之间的相互作用对过程的总效率以及冷却剂经壳程的泵送成本有很大的影响,而且,单管因其在管束中的位置不同而导     

列管式固定床反应器流动与传热研究

本文给出了列管式固定床反应器的环形流道内的压力系数、穿孔阻力系数，平行流和错流形式的反应器管间压力分布以及温度试验结果。综合这些研究结果，可以为大型列管式固定床反应器的设计提供可靠的理论依据。     

列管式反应器内件结构探讨

介绍了典型的列管式反应器的内件结构,讨论了列管式反应器类别,以及进料分布器、壳程折流板或分布板、催化剂支撑等内件结构,归纳分析各种类型内件结构的优缺点、适应范围和设计要点,探讨了列管束反应器内件结构的发展方向,对从事反应器的开发设计人员具有指导借鉴意义.     

列管式固定床反应器振荡操作研究——以Bang-Bang控制方法产生强制振荡

本文研究了以Bang-Bang控制产生强制振荡的列管式反应器的操作特性.对邻二甲苯催化氧化反应,以热点温度作为控制参数,进行Bang-Bang控制,使反应器在振荡状态下操作,与定态操作相比,苯酐收率提高3%.Bang-Bang控制比传统定值控制提供了更多的工程操作手段,具有更多的灵活性.     

列管式固定床反应器管束间单相流动与传热的CFD研究

为研究列管式固定床反应器壳程内换热介质的流动与传热特性,采用数值模拟的方法求解得到壳程流体速度与温度分布场.模拟结果受湍流模型影响,将壳程传热膜系数和压降的CFD模拟结果与经验方法结果进行比较后选择偏差最小的realizable k-ε湍流模型.模拟结果显示换热介质在反应器壳程内的流动与传热分布不均匀,折流板前背部存在漩涡和传热死区,错流区和折流板缺口区的传热效果较好.为验证CFD模拟结果的可靠性,将不同传热量和进口流量条件下的模拟结果与经验方法结果进行比较,偏差在可接受范围内.     

列管式固定床F-T合成反应器的模拟及优化

针对列管式固定床F-T合成反应器的特点建立了一维拟均相数学模型。通过对模型计算与试验结果进行对比分析,表明该模型可以较好的描述反应过程。并从固定床反应器的操作热稳定性出发,对列管式固定床F-T合成反应器的最大允许管径和最大传热温差进行了计算。结合模型计算结果得出了合适的反应管直径与冷却介质温度范围,可以优化列管式固定床F-T合成反应器的设计。     

绝热多段固定床甲烷化反应器设计中几个问题的研究

相比一般固定床反应器的设计,绝热多段固定床甲烷化反应器的设计具有一定特殊性。针对甲烷化反应器运行中诸如床层热点穿出、床层超温、催化剂结构性破坏、反应器冷热位移等影响,以及甲烷化反应器安全稳定运行的问题进行了研究,分析了这些问题产生的原因,并给出解决问题的建议。     

数学模型在固定床反应器中的应用

化学反应器是整个化工生产过程的核心装置，其中固定床反应器是应用较为广泛的反应设备，建立能准确描述其特性的数学模型，不但可以给反应器设计和最优化操作提供理论依据，更减少了工作量。实现其优化操作，具有重要意义。主要介绍了固定床反应器中各种吸附过程数学模型的建立及其相应解法。     

离心型径向固定床分气流道内局部动量交换系数

针对离心型径向固定床气体流道内变质量流动特点,在一套冷模实验装置上,分别采取Π型和Z型操作模式,测量并分析了两气流道内压力分布,发现分气流道内的压力沿气体轴向流动方向呈增加趋势,集气流道与之相反。根据颗粒床层压降分布不均匀度和采用Ergun方程求得的径向气速轴向分布,发现离心Π型均略优于离心Z型。通过对气流道内微元控制体进行流量和动量衡算,由颗粒床层径向气速轴向分布可依次得到分气和集气流道内气速、局部动量交换系数计算方程。相较于集气流道,分气流道内动量交换系数对压力测量误差的敏感度较小。分气流道中,整体动量系数几乎不随操作模式、气体流量和轴向位置发生变化;而局部动量交换系数仅是流速比u/u0的函数,随流速比增大先降低后保持稳定。根据实验结果,回归得到的分气流道局部动量交换系数计算方程的误差在11%以内,有望为气流道内局部压力计算和结构优化设计提供参考。     

固定床生物油气化反应数学模拟

生物油气化对提高生物质能利用和保护环境具有重要意义。生物油气化选择乙酸、丙酮、丙三醇、苯酚、糠醛组成的混合物作为生物油模型物,在固定床圆柱形管式反应器进行气化模拟,用吉布斯自由能最小化法对其水蒸气催化重整制氢过程进行热力学分析。应用热动力学方程和质量平衡原理推算反应器模型,估算了反应热力学参数,通过Aspen Plus中的Gibbs反应器模拟生物油在不同温度下产物的平衡组成,计算出化学平衡体系的摩尔定压热容,利用Runge-Kutta法结合Matlab软件进行求解得出催化剂床层气化转化率;考察了反应温度对平衡时气体产物的影响。在固定床圆柱形管式反应器进行气化模拟实验,得出不同反应温度时反应产物气体产率和生物油气化反应较佳反应温度,通过比较得出实验结果与模拟计算值较一致。     

甲醇制汽油固定流化床试验装置的设计

根据甲醇制汽油反应的工艺要求和影响流化床反应器性能的主要特性参数,设计研制了固定流化床反应器,使其作为前期催化剂实验室研发的一个评价装置,并取得了较佳的效果。     

固定床反应器内气体预分布器研究

研究了直径1 000 mm,高3 000 mm的固定床冷模装置中气体预分布器对反应器内气流分布的影响。结果表明:气体分布器可改变床层内气流流形并使径向气流的速度分布趋于均匀;随着表观气速的增加,反应器内气流的不均匀程度增加;分布器的环隙高度在一定的范围可使反应器内气流的不均匀程度相对较好。应用计算流体力学软件CFX对固定床反应器内的流场进行模拟计算,并与大型冷模试验测试结果进行比较,模型计算值和冷模试验测量值吻合较好。     

径向反应器的研究与应用进展

介绍了径向反应器在流体流动方面的特点和优点,对径向反应器的数学模型研究的进展进行了详细的讨论,介绍了径向反应器在合成氨、CO变换、甲醇氧化重整制氢、催化重整、乙苯催化脱氢制苯乙烯等方面的应用。认为通过计算流体力学的方法,对径向反应器的流动行为进行模拟是径向反应器发展的趋势之一,结合径向反应器的优点,进一步拓展径向反应器的应用范围是其发展趋势之一。     

废食用油脂固定床酶法合成生物柴油研究

利用废食用油脂合成生物柴油,既能够实现废弃物的清洁利用,又能提供可再生的绿色能源。采用固定化假丝酵母脂肪酶为催化剂,在三级固定床反应器内,采用分级流加甲醇的方式,每级醇油摩尔比为1∶1,探讨了酶质量分数、溶剂质量分数、水质量分数、温度、反应液流速等与产物中甲酯质量分数的关系。实验结果表明,当油中酶、溶剂、水的质量分数分别为25%,15%,10%,反应液流速为1.2 mL/min,温度为45℃时,产物中甲酯质量分数达到最大值91.08%,其中油酸甲酯质量分数最高。产品经过精制后,理化性质符合美国和德国生物柴油标准,绝大多数指标优于我国0#柴油。     

Mass transfer behaviour of a fixed bed electrochemical reactor with a gas evolving upstream counter electrode

Mass transfer rates were determined at a horizontal screen cathode stirred by oxygen bubbles evolved at a horizontal anode placed below the screen by measuring the limiting current of the cathodic reduction of ferricyanide ion from alkaline solution. Variables studied were oxygen discharge rate, ferricyanide concentration and number of closely packed screens forming the cathode. For a single screen cathode the data were correlated by the equation: J = 0.249 (Re Fr)^-0.25 The mass transfer coefficient was found to decrease with increasing the number of screens forming the cathode. Implications of the present work for improving the performance of the flow-through packed bed electrochemical reactor were highlighted.