有限元方法求解化学气相淀积反应器模型(Ⅱ)——热壁反应器模型及反应器中流动及传递过程的分析

分析了热壁化学气相淀积反应器在流型、温度和浓度分布以及淀积速率等方面与冷壁反应器的异同,探讨了流动特性、传递过程和反应器几何尺寸对淀积过程的影响,为淀积不同薄膜时反应器的选型及设计提供了方法和依据.     

CVD反应器中成膜与成核竞争机制的实验研究

利用管式热化学气相淀积反应器,研究了化学气相淀积过程中成核与成膜的竞争机制。结果表明,增加反应器操作压力、提高反应温度和反应物浓度,有利于粒子的生成而不利于薄膜淀积。在反应器中,淀积薄膜的表面形态各不相同。     

化学气相淀积反应器的化学工程分析和数学模型

化学气相淀积是在微电子、光纤通讯、超导等新技术领域里广泛用于制备各种具有特殊性能的薄膜的工艺过程。该过程的机理和气固相催化反应十分相似。本文以该过程在微电子器件生产中的应用为背景,概述了化学气相淀积的优点,分析了化学气相淀积反应器中传递过程和化学反应的相互关系,介绍了运用数学模型方法研究化学气相淀积反应器的进展。     

有限元方法求解化学气相淀积反应器模型(Ⅰ)——冷壁反应器模型及有限元解

建立了冷壁化学气相淀积反应器的数学模型,用Galerkin有限元方法对模型予以求解.计算中考虑了温度对物性参数的影响及自然对流因素,计算值和实验结果基本上一致.     

有限元方法求解化学气相淀积反应器模型(Ⅰ)——冷壁反应器模型及有限元解

建立了冷壁化学气相淀积反应器的数学模型,用Galerkin有限元方法对模型予以求解.计算中考虑了温度对物性参数的影响及自然对流因素,计算值和实验结果基本上一致.     

低压化学蒸气淀积(LPCVD)反应器的模拟和分析

本文利用低压化学蒸气淀积(LPCVD)反应器中衬底间隙内的扩散-反应过程和环形通道内的质量、热量传递过程的数学模型对片内和片间均匀性问题进行了分析。结果表明:片内均匀性h和片内效率因子n均可用体积变化准数和扩散准数的函数表示。合理设置管外加热装置,可改善片间均匀性或提高反应气流的转化率。这些结果可用于指导低压化学蒸气淀积反应器的设计和操作参数的选择 ,     

化学气相淀积反应器中成核与成膜控制

基于气溶胶动力学和化学反应动力学,建立了化学气相淀积(CVD)反应器中普适动力学方程,导出了CVD反应器中超细颗粒粒径分布谱函数和薄膜淀积速率的计算方法;研究了操作参数对钛酸丁酯高温裂解过程中成核与成膜的影响.用成核与成膜竞争判据——H准数,研究了CVD反应器中成核与成膜的控制策略.     

圆盘反应器的流动模型

剖析了圆盘反应器的流型及其影响因素,指出圆盘反应器的虚拟级数N应为盘数;讨论了反应器中熔体流动过程中存在多次的动量、能量的传递;由于反应器结构上存在死角和短路,其F(t),E(t)并非理想状态。对反应器气相流动作了简述。     

甲醇制烯烃反应动力学及反应器模型研究进展

甲醇制烯烃（MTO）工艺是现代煤化工领域的研究热点,MTO反应动力学及其反应器模型研究是高效反应器开发和工业装置操作优化的基础。本文综述了甲醇制烯烃反应动力学研究进展,详细论述了机理型动力学模型、八集总动力学模型、五集总动力学模型,指出集总动力学模型适用于描述MTO反应过程,如何考虑水、积炭等因素的影响是MTO动力学研究的难点和关键。结合现有动力学模型,评述了MTO反应过程在工业规模的固定床反应器、提升管反应器、循环流化床反应器、湍动流化床反应器中产物分布和转化率模拟情况,结果表明：循环流化床反应器和湍动流化床反应器适合MTO工业过程。最后指出,甲醇制烯烃反应动力学下一步研究方应集中于工业规模流化床反应器气固两相流动模拟,以及与动力学模型结合获得准确预测工业反应结果的MTO反应器模型。     

环流反应器介绍

在实际工业过程中,为了满足不同的工艺需要和生产过程,新型设备的研究和开发仍是化学工程中的一个重要课题,近年来,各种单元型设备的改型,组合式设备的研究正日益受到重视,其中组合式设备兼有单元设备的特点,集并优点而成,因此,更引起人们的研究兴趣。环流反应器是一种新型的多相反应器,它具有较好的传热,传质和混合特性,器内布气均匀,浓度分布均匀,又具有一定的混合和回流作用,在生化过程,如污水处理,发酵等以及自引发和自催化的工艺过程中有较多的应用。从北京石化总厂的生产报告可以看到环流反应器的特点:他们在曝气池中加装导流简,构成内环流反应器,如此解决了污泥回流不畅,沉淀区积死的毛病,并且促进了泥桨中     

乙烯淤浆聚合反应器的模型与模拟

建立了乙烯淤浆聚合反应器的多相全混流模型,描述了包括乙烯共聚合反应动力学、气液和液固传质、反应器传热在内的物理化学过程。通过模拟计算分析了聚合过程的控制步骤,得到了反应器生产能力与有关操作变量之间的关系,对某工业反应器的模拟结果表明计算值与生产数据具有很好的一致性。     

CFB提升管等效反应器网络模型

对气固循环流化床（CFB）提升管内的非均相流动行为进行了计算流体力学（CFD）模拟。基于CFD时均流场数据与信息,搭建了用于描述提升管内非理想流动过程的等效反应器网络（ERN）模型。在ERN模型建立过程中提出了反应器网络的6个拓扑结构参数和一个等效判据,并系统地分析了等效反应器网络结构六参数的性质与确定方法,从而形成了一套CFB提升管流动模型建模方法。     

CFB提升管等效反应器网络模型

对气固循环流化床(CFB)提升管内的非均相流动行为进行了计算流体力学(CFD)模拟。基于CFD时均流场数据与信息,搭建了用于描述提升管内非理想流动过程的等效反应器网络(ERN)模型。在ERN模型建立过程中提出了反应器网络的6个拓扑结构参数和一个等效判据,并系统地分析了等效反应器网络结构六参数的性质与确定方法,从而形成了一套CFB提升管流动模型建模方法。     

循环流态化：（Ⅵ）反应器行为及其模型

循环流化床反应器在工业中具有十分广阔的应用领域和前景。但目前已成功的工业应用,尤其是作为催化反应器的应用过程。尚十分有限。本文对目前循环流化床几个成功的工业应用过程进行了介绍,反映了适于用循环流化床反应器的过程所具有的特点。结合循环流态化气固流动及传递规律,描述了循环流化床反应器数学模型的基本构成、功能及其研究现状。最后讨论了循环流化床反应器设计及应用的要点,探讨了影响循环流化床反应器推广应用的制约因素及其对策。     

PET固相缩聚反应器动态模型

PET固相缩聚过程涉及反应固体颗粒和反应器床层两个空间尺度的传质,是一个复杂的多维多相对象。以反应过程控制为目标,在已有的反应动力学模型基础上,同时考虑可逆化学反应和小分子产物内外扩散两个控制因素,并借用固定床拟均相模型的建模思想,将小分子产物在颗粒内外扩散形成的浓度梯度用一个有效系数来表示,从而建立了简化的PET固相缩聚反应器一维动态模型。在相关文献的实验条件下求解分布参数模型的数值解,并进行启动过程仿真和过程动态分析,计算反应器出口质量指标,与文献曲线和数据对照,验证了模型的正确性。     

催化裂化提升管反应器模型的建立

工业催化裂化提升管反应器内既存在着气固两相的湍流流动,又存在着传热和裂化反应,而且这些过程是相互影响,高度耦合在一起的。本文全面系统地考虑湍流气因两相流动,传质,传热及反应等复杂因素及其相互影响,建立了催化裂化提升管反应器三维气固两相流动反应模型,形成了相应的数值解法,编制了大型的模拟计算程序。由此可对工业催化裂化提升管反应器内湍流气固两相流动进行系统的数值模拟研究。     

聚酯缩聚工艺及反应器优化分析

根据聚酯缩聚热模、冷模试验数据建立的关联式计算 ,剖析了聚酯的缩聚工艺及几种不同结构型式的反应器 (槽式反应器、圆盘反应器、笼式反应器 )结构及其反应特点。强调聚酯缩聚过程速率控制步骤的判定对聚酯缩聚工艺和反应器设计的优化起关键作用。     

羟基新戊醛连续合成反应器模型化

基于物料守恒,以动力学为基础建立了全混流釜式反应器稳态模型方程,以修正的动力学方程为基础建立了管式反应器稳态模型方程,对甲醛(FA)、异丁醛(IBA)缩合制羟基新戊醛(HPA)连续过程的反应器型式(包括单釜连续、两釜串联、三釜串联3种)进行了优化。实验条件:反应温度为75℃,反应压力为0.3 MPa,3种反应器型式模拟计算值和实验值的相对误差分别为1.17%,-0.11%和-0.77%,表明动力学模型、反应器模型是适定的。从反应结果和设备复杂程度两方面考虑,建议工业上HPA合成采用两釜串联工艺。     

臭氧氧化动力学模型及反应器建模研究进展

臭氧化技术可以实现对有机污染物的有效去除,同时兼具绿色环保、工艺流程简单等特点而被广泛应用,而臭氧化模型的构建可以实现对污染物减排的有效预测,对于臭氧化处理污水的工程应用意义重大。本文介绍了臭氧化技术的基本原理,并着重综述了臭氧氧化的动力学模型和反应器建模的研究进展。在臭氧氧化模型的建立中,臭氧的传质和反应是两个最重要的因素。本文首先讨论了臭氧的传质过程,并对其气液两相模型进行了阐述。然后针对忽略臭氧传质的液-液或液-固体系,并根据反应机理,分别总结了常规臭氧氧化、均相催化臭氧氧化和非均相催化臭氧氧化的动力学模型。在充分研究了臭氧氧化的动力学模型后,将其应用到具体反应器的建模中,并总结出模型建立的基本假设。最后指出现有模型存在的一些问题并给出相关的建议,提出臭氧化模型构建的出处是优化工业反应器,实现工程应用。     

微反应器研究及展望

综合概括了微反应器(微通道反应器)的基本概念,把微反应器与其他微通道设备相区别;从化学反应工程的角度按气固相催化微反应器、液液相微反应器、气液相微反应器和气液固三相催化微反应器等类型对各种新型微反应器予以简略而突出的介绍;从其几何特性出发系统而深入地阐述了微反应器具有的一系列超越传统反应器的独特优越性;简略介绍了微反应器的制作、研究现状和展望。