一种新型制氢反应器气体流动特性的实验研究

针对天然气水蒸汽重整制氢的工业应用,提出了一种膜组件成环型放射状排列的新型流化床膜反应器的概念设计.建立了该反应器的冷态模型,在冷态模型中膜组件上部引入示踪气体氦气模拟在反应器中引入空气实现自热反应,通过自行研发的热导氦气浓度检测系统.采用单分布器与多分布器向床层中引入氦气,检测了床层中氦气的浓度分布.实验结果表明,氦...     

钯膜反应器柴油重整制氢模拟与验证

为了研究钯膜反应器柴油重整制氢工艺的反应规律,对其进行热力学和动力学建模,并通过实验验证模型的准确性。采用顺序模块法将钯膜反应器分为连续的子反应器和子分离器,模拟钯膜反应器的反应分离耦合过程,通过灵敏度分析,研究钯膜反应器中各反应因素等对氢气收率的影响规律。结果表明,钯膜反应器较无膜反应器可突破热力学平衡的限制,减小反应体积,在低温下可获得较高的氢气产率。在一定条件下模拟结果与实验值误差为8.9%,证明该仿真模型可对实验研究起到预测和指导作用。     

一体式光催化氧化-膜分离三相流化床反应器

耦合光催化氧化和有机膜分离技术,设计了一种新型一体式光催化氧化-膜分离三相流化床反应器;并通过利用颗粒状TiO2对酸性红B废水的降解实验,研究了反应器的基本性能。结果表明:一体式反应器中的膜组件可有效地分离TiO2,使其在反应器中循环使用。反应区曝气量是TiO2发生沉积的主要影响因素,且反应区曝气量以3.6m3/h为宜,而脱色率随TiO2质量浓度的增加呈现为先增加其后保持不变的变化趋势,最佳TiO2质量浓度为2g/L。膜组件底部的曝气装置可大大减轻膜污染,但并不对TiO2的沉积产生影响。一体式反应器可实现长期、稳定地运行。     

新型膜组件MBR启动运行Anammox工艺及膜污染控制

膜生物反应器（MBR）作为一种高效的厌氧氨氧化（Anaerobic ammonia oxidation,Anammox）反应器受到研究者的广泛关注。然而，膜污染问题制约了MBR在Anammox领域的工程应用。为了减缓膜污染的形成，设计了一种新型伞式膜组件，再在这种膜组件的基础上构建MBR用于启动运行Anammox工艺，通过形成特定的流场结构强化膜附近水流剪切力和水流速度，从而实现膜组件的自清洗，进而延长膜组件的使用周期。该反应器经55 d运行成功启动Anammox工艺，直到运行81 d才达到更换膜组件的条件（跨膜压力达到0.045 MPa）。结果表明，新型膜组件MBR不仅可以缩短Anammox工艺的启动周期，还可以有效缓解膜污染。扫描电镜结果表明，运行81 d的膜组件表面形成了明显的滤饼层，其主要污染物为具有花椰菜结构的厌氧氨氧化菌（AnAOB）及生长代谢产物。同时利用Ansys Fluent模拟工艺运行过程中伞式膜组件周围的流场结构，从流体动力学角度解释了伞式膜组件缓解膜污染的机理。研究表明，膜组件附近强化的水流剪切力和水流速度作用于展开的膜丝，显著减缓滤饼层的形成。     

CFD技术在膜过滤过程中的应用

计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)模拟应用于膜过滤过程是近年新发展起来的一种膜过滤研究方法.综述了CFD模拟在膜过滤过程中的应用,从膜组件过滤特性和反应容器水力特性2个角度概述了CFD模拟膜内部浓差极化、质量传递系数等流态特性,膜面压力、渗透速率等流体特性参数,膜组件优化和反应器内流场分布,为膜过滤过程的评价提供了理论依据,对于实际应用具有极其重要的意义.     

非热等离子体烃类燃料氧化重整反应器的研究进展

燃料氧化重整(部分氧化)为温和的放热反应,其反应速率快、能耗低,特别适用于在线制取氢气或富氢气体。大气压非热等离子体为燃料氧化重整提供了一种应用前景广泛的新技术,展现了对燃料具有普适性、快速响应和反应器紧凑高效等优点。综述了大气压非热等离子体烃类燃料氧化重整反应器的研究进展,着重阐述了火花和滑动弧放电产生的暖等离子体及其烃类燃料重整反应器。与电晕和介质阻挡放电产生的冷等离子体反应器相比,暖等离子体反应器具有燃料转化率高和能耗低的优点。     

流化床-提升管耦合反应器内固含率的轴向分布及流动发展

在耦合流化床反应器大型冷模实验装置上,考察了不同表观气速下FCC颗粒在耦合流化床内截面平均密度的轴向分布. 结果表明,反应器轴向固含率可分为底部流化床区域和上部提升管区域. 前者的密相区平均固含率随表观气速增大而减小;后者的平均固含率随表观气速Ug增大而增大,Ug<0.58 m/s时固含率分布均匀,Ug=0.70~1.04 m/s时提升管出口出现约束返混区(>8.62 m),Ug>1.16 m/s时提升管底部出现密度重整区(3.82~4.57 m)、加速平稳区(4.57~8.62 m)和出口返混区(>8.62 m). 确定了耦合反应器内提升管区域截面平均固含率的影响参数,并利用实验数据回归了平均固含率的轴向分布经验模型,计算值与实验值吻合较好.     

石油焦燃烧器环流混合段内床层的轴向密度分布

采用气-固环流反应器与输送床烧焦管相结合的结构形式,建立了一套适应石油焦或气化余焦燃烧要求的大型冷态实验装置. 在不同操作条件下,采用差压变送器测定了环流混合段内环区及外环区内床层轴向压力梯度及密度的分布规律. 结果表明,内环床层密度分布可分为底部密相区和上部湍流扩散区;内环颗粒循环强度对底部密相区的密度分布影响较小,只对导流筒上部湍流扩散区有影响;随着内环表观气速的增大,整个内环床层密度均降低. 外环床层密度分布与内环的表观气速、颗粒循环强度和外环床层密相料位高度有关. 利用实验数据回归出了内环和外环轴向颗粒密度分布的经验模型,其计算值与实验值吻合较好.     

甲醇氧化重整制氢过程(Ⅱ)反应器构型对制氢过程的影响

在质子交换膜燃料电池 (PEMFC)移动氢源———甲醇氧化重整制氢自热体系中 ,研究了反应器构型对产氢能量效率和床层内“热点”温度的影响 ,得到了反应器设计准则 ,提出了实际应用中可采用的反应器型式     

内压式中空超滤膜组件的流场分布分析

利用水力学的相似原理,建立了内压式中空超滤膜组件死端过滤时的简化模型,运用流体力学Fluent软件模拟了该组件的内部流态,分析了组件内部总压和径向速度沿流程的分布,讨论了组件不同产水位置内部的流场分布,得出了膜组件的较优产水位置为产水位置1。