大差异颗粒气固流化床传热特性实验研究

通过实验研究了气固流化床中不同温度的大差异颗粒间的传热特性.实验结果表明,在气固间传热系数范围为40-450 W/(m2·K),给定气速条件下,气固间传热系数随着床温的升高而增大;床温固定时,传热系数随着气速变大先增加,当超过细颗粒带出速度后又随之降低;流化床内颗粒越小,颗粒对流传热越明显.根据相关文献,将气固流化床传热系数实验结果进行了对比关联,为新型双组分流化床换热、分级系统的设计和开发提供参考.     

下行式循环流化床反应器气固传热特性研究

在并流下行式循环流化床反应器的气固传热模型基础上 ,采用稳态传热的实验方法 ,测定了并流下行式循环流化床反应器不同操作条件下的轴向颗粒温度分布及气固相进出反应器的温度 ,进而求得气固轴向截面传热系数及表观传热系数。实验结果表明 ,对于一定的体系 ,表观气速ug 能明显地影响截面气固传热系数hx 和表观传热系数h ,而颗粒循环强度W对h和hx 的影响则比较复杂 ,它随表观气速ug 的不同而呈现不同的影响趋势     

循环流化床固-固换热系统传热规律

在自制的循环流化床固-固换热设备中,以催化裂化平衡催化剂[平均粒径60μm,堆密度980 kg/m3,比热1.01 kJ/(kg.K),临界流化速度0.002 1 m/s]为原料,对系统的循环特性及传热规律进行了研究,考察了床层密度、提升风量、床层温度、催化剂粒径等因素对传热的影响。结果表明,随着提升风量增加,表观气速增大,床层密度下降,传热系数下降;提高床层温度,减小催化剂的粒径,传热系数增加。     

采用烧结Ni微纤多孔结构材料的微型换热器及其性能

采用烧结Ni微纤多孔结构材料(简称Ni微纤)制备了微型换热器,对其传热和流动性能进行了研究,考察了微型换热器结构对传热系数及流动阻力的影响。实验结果表明,填充Ni微纤能显著强化微型换热器的传热性能,比相同条件下空流道微型换热器的体积传热系数提高了2倍多;降低Ni微纤的孔隙率和减小流道深度可显著提高微型换热器的传热性能,但导致换热器的压降增加;采用导热系数高和厚度小的紫铜换热片有利于提高微型换热器的传热性能。Ni微纤孔隙率为95.1%、流道深度为0.3mm、换热紫铜片厚度为0.1mm、水的体积流量为14.6L/h时,微型换热器的体积传热系数高达40.0MW/(m3.K),面积传热系数可达20kW/(m2.K),压降约为0.2MPa。     

波纹管在半容积式热交换器中的传热性能分析及应用

对采用不锈钢波纹管作为传热元件的半容积式热交换器,进行了样机的热工测试试验并将其结果与热交换器计算软件(HTRI)的计算结果比较,讨论了该类设备的传热计算方法。在实际大流量的工况下,设计了半容积热交换器重叠换热管束,该设计减小了换热面积,优化了设备的传热性能。实际运行效果表明,其传热系数达1 600 W/(m~2·K)。     

板翅式热交换器平直翅片流动与传热性能试验研究

通过空气-水传热试验,对平直翅片的流动传热性能进行了研究。试验结果表明,空气流速2.2~5.6m/s时,翅片间空气侧的对流传热系数为50~141W/(m2·℃),流动摩擦压降为40~90Pa。实现翅片高效换热的空气流速是2.2~3.7m/s,对应的翅片总效率在0.85~0.92。     

冷板式换热反应器结构设计

针对传统管壳式换热反应器热阻大、传热系数小的缺点,采用独特设计的新型冷板作为换热元件,开发一种传热系数高、结构紧凑的冷板式换热反应器。通过数值模拟分析催化剂床层及冷板内部流体的速度场及温度分布情况,验证新型冷板式换热反应器的传热系数及传热性能,分析结果显示新型冷板的内部网状通道使流体流动方向和速度不断改变,加剧了流体的湍流效应,打破滞留边界层,降低了热阻。计算得出,新型冷板式换热反应器与传统管壳式换热反应器相比,传热系数明显提高。     

套管式流化床传热特性的数值模拟

为探究套管式流化床在不同操作参数下的传热特性,对自搭建的套管式流化床进行了基于欧拉-欧拉法的三维数值模拟,并进行准确性验证,考察了不同的环形区烟气流速、表观气速和床料颗粒粒径对流化床内传热特性的影响。实验结果表明,提高环形区域内的热烟气流速可以有效地提高热烟气与内管壁面间的对流传热系数,但对外壁面温度的影响较小;颗粒相与内管壁面和载气间的对流传热系数随颗粒直径的增大而减小,颗粒相平均温度随粒径的增大而下降;随表观气速的增大,管内流体与壁面间的对流传热系数会先上升,并在表观气速为1.1 m/s时达到峰值,后随表观气速的进一步增大而逐渐下降。     

内翅片管新型换热器问世

一种高效率、小体积的内翅片管换热器已问世。目前 ,广泛应用的金属管状换热器是通过间壁换热 ,其传输的热量受到间壁面积和传热能力的限制 ,综合传热系数不高 ,一般管状换热器为 15～ 2 0 W/ m2 ·℃ ,管状插入件换热器为 30～35 W/ m2 ·℃ ,管状喷流换热器也仅为 40～ 45 W/ m2 ·℃。一般管状换热器结构庞大 ,空气预热温度低 ,管壁温度高 ,在高温烟气中使用寿命短 ,节能效果受到一定影响。换热器的强化传热措施应加在传热效果较弱的一侧。对管式换热器而言 ,管内放热系数低 ,是导致换热器综合传热系数低的直接原因 ,因此必须强化管内…     

波纹管换热器的研究及工业应用

采用油、水、水蒸气对波纹管换热器的传热和流动阻力性能进行了试验研究。结果表明，波纹管换热器的总传热系数比光管高1．5倍以上。根据试验数据关联出了波纹管换热器膜传热系数和压力降的计算公式，并在长岭炼油化工总厂、上海石油化工股份有限公司进行的工业试验中验证了关联式的可靠性，同时也证实了波纹管换热器的高效性。目前扬子石化股份有限公司、大连西太平洋石油化工有限公司等大量采用了波纹管换热器，取得了明显的经济效益。     

异形催化剂颗粒的性能预测与对比

研究了环形、车轮形及蜂窝形等异形催化剂颗粒的有效因子、固定床传热性能及其压降。在此基础上 ,从基本的传热、传质方程出发 ,对三种异形颗粒达到相同转化率所需的床高、催化剂用量以及在固定床中的传热、总床层压降等性能进行了对比与预测。     

费托合成工艺研究进展

针对费托合成反应中的催化剂、传质和传热的关键问题,综述了低温和高温费托合成工艺的研究进展以及应用现状,对固定床、流化床和浆态床3种传统的费托合成工艺进行了分析与比较,并介绍了近年出现的微通道反应器、整体式反应器等新型反应器和超临界流体等新型费托合成工艺。在此基础上,对今后费托合成工艺的研究及发展方向进行了分析和展望,反应器结构、催化剂设计和微反应器是未来的研究热点,将为费托合成工艺的进步发挥重要作用。     

流化床甲烷临氧CO_2自热重整制合成气研究

采用分步浸渍方法,制备了高分散的Ni/MgO-SiO2催化剂,并在固定床和流化床反应器中对该催化剂用于甲烷临氧CO2自热重整制合成气反应进行了评价。反应结果表明,催化剂在两种反应器中均表现出接近热力学平衡的初活性;随着空速的变化及反应时间的延长,催化剂的活性在两种反应器中表现出明显的差异。采用TEM测试手段对反应后的催化剂进行表征。结果表明,流化床反应器对反应过程、消除积碳及控制活性组分晶粒烧结有较明显的促进作用。与固定床反应器相比,流化床反应器是适合甲烷临氧CO2自热重整制合成气的反应器。     

基于多孔介质加氢裂化反应器多相流数值模拟

采用欧拉多相流模型,通过建立多孔介质能量守恒模型、热量传递模型和质量传递模型,对加氢裂化反应器内的多相流动、传热和传质进行了数值模拟计算,得到了反应器内多孔介质床层的速度场、温度场、浓度场和压力分布。结果表明,多相流模型的选取、传热传质模型的建立、油品物性的计算和边界条件的设置能够较准确地描述三相流动状态及其分布状态。反应器入口处的流动状况将直接向内部传递,壁面流随流动而发展,其宏观描述为：在出口床层处径向体积分率曲线出现拐点,进而使流体在催化剂床层径向和轴向分布不均匀,气化率得到提升。为了获得反应介质与催化剂充分混合的流体分布状态,有效利用催化剂,反应器入口处的流动状态必须得到优化。     

新型内循环流化床导流筒顶构件研究

以空气-水-炭粒三相体系为研究对象,在常温常压下通过改变进气量,用溶氧仪、电导率仪等测定了装有新型导流筒顶构件的内循环流化床的气液传质特性、筒外循环液速、混合时间等数据.研究发现随着顶构件内角的减小,床体的混合时间逐渐减小,循环液速和传质系数逐渐变大;随着顶构件腿长变短和斜边长变长,床体的传质系数和循环液速先逐渐增大而后减小,混合时间则先减小而后增大.     

新型多功能反应器

论述了反应器的多功能性：反应器除反应功能外的其他传质、传热等功能。反应与传质分离、热量传递的有机结合是反应器开发的发展趋热，重点介绍了近年来发展比较快的周期换向操作的绝热固定床催化反应器、催化蒸馏技术、膜催化反应技术、催化反应的偶合及其相互有机结合的反应器。指出反应器的一种可能发展趋势与有关一种（或几种）技术的结合，利用反应器的多功能性扩展反应器的功能，实现反应－换热或反应－分离的一体化目标。     

浆态床渣油临氢热裂化反应器流体力学性能数值模拟比较

针对50 kt/a渣油临氢热裂化中型反应器,应用欧拉-欧拉模型,运用CFD模拟方法,对比了浆态床的普通鼓泡反应器、强制外循环反应器、内环流反应器和外环流反应器的流体力学性能,得到了这4种反应器内气浆两相流体的流体力学规律。通过对比4种反应器内气浆两相流体的表观速度、流动方向和体积分数分布等流场信息,初步确定强制外循环反应器和外环流反应器更适合渣油临氢热裂化反应的反应器形式。     

大差异颗粒双组分流化床颗粒传热实验

 本文将冷的降烯烃催化剂加入至热的处于流化状态下的FCC催化剂和降烯烃催化剂混合颗粒中,考察流化状态下的颗粒间混合换热研究.结果表明,当换热前后大差异颗粒流化床均处于完全混合状态时,混合颗粒平均粒径越小,床层气速越高和床温越高则传热系数就越大;在进行颗粒Nu准数和Re准数关联回归时必须考虑床层温度的影响,并在关联式中引入流化床加热后的床层气速与入床气速的比速度,计算结果表明修改后的关联式总体误差不超过30%,能够满足实验设计的需要,可为新型双组分流态床换热分级系统的设计提供基础.     

雷达物位计在流化床反应器中的应用

多晶硅厂气固流化床反应器的床层高度不易测量,且原料为硅粉,流化后极易磨损或干扰普通物位计,产品为氯硅烷混合气,具有强腐蚀性。针对此难题,分析了雷达物位计的工作原理及适用范围、优点,总结了安装雷达物位计时的注意事项和维护方法。实践表明,雷达物位计在气固流化床反应器中的应用效果良好。