低NOx排放玻璃熔窑纯氧助燃技术

主要介绍了玻璃熔窑低NO_x排放纯氧助燃技术原理及其优点,对采用低NO_x排放纯氧助燃技术前后技术经济指标进行了对比,介绍了低NO_x排放纯氧助燃技术的应用状况。     

空气预热器在乙烯装置裂解炉的应用

阐述了空气预热器在扬子石化乙烯装置裂解炉的应用情况,并根据标定结果进行了经济指标分析。结合扬子石化乙烯装置的实际情况提出了建议。     

空气预热器在乙烯裂解炉上的应用

为减少乙烯装置燃料气消耗,采用急冷水的热量对裂解炉空气进行预热,并对国内某乙烯装置裂解炉进行了改造,在裂解炉底部空气入口安装空气预热器。通过对比空气预热器投用前后的相关数据得出,该装置燃料气单耗降低了3 kg/t,每年产生的经济效益500万元。     

乙烯裂解炉耦合模拟中湍流模型的影响分析

配备底部烧嘴和侧壁烧嘴的乙烯裂解炉应用越来越广泛,不同燃烧模式影响着炉膛内湍流流动状态,考虑到裂解炉中湍流流动与燃气喷料、燃烧和传热有较强的非线性耦合作用,为此探究不同湍流模型在裂解炉/反应器耦合模拟中的影响对于裂解炉的精确设计和优化至关重要。针对不同湍流模型对某十万吨工业乙烯裂解炉进行了耦合模拟,利用CFD数值模拟对采用标准k-ε模型、RNG k-ε和Realizable k-ε模型所建立的湍流流动模型进行评估。将三种湍流模型的模拟结果与工业数据进行比较,重点分析了裂解炉内的速度、温度、湍流能力等参数的分布情况,表明Realizable k-ε模型在火焰稳定性、反应效率等方面优于其他两种模型,且基于Realizable k-ε湍流方程的反应管模型在热通量、炉管外壁温度分布计算结果更接近实际工况。     

乙烯裂解炉用圆形低NOx燃烧器燃烧情况数值模拟

以某裂解炉用圆形低NO_x燃烧器为例,通过建立几何模型、网格划分、模型选取、条件设置及迭代计算等过程运用CFD技术对炉内的燃烧情况进行了数值模拟,并对计算结果进行了分析,得到了炉膛内的燃烧流动和温度分布情况,为低NO_x燃烧器的研发和设计提供依据。     

低NOx燃烧器在扬子石化10万吨乙烯裂解炉上的应用

为满足环保要求,扬子石化烯烃厂10万吨裂解炉低氮改造选用低NO_x燃烧器并对其炉膛燃烧情况进行了CFD模拟。将该燃烧器应用于扬子10万吨乙烯裂解炉后,实际操作和运行情况表明,完全满足裂解炉的工艺和环保要求。     

玻璃熔窑低NOx排放增氧梯度助燃仿真模拟的研究

通过对玻璃熔窑低NO_x排放增氧梯度助燃仿真模拟的研究,探讨了增氧梯度助燃玻璃熔窑的燃烧规律,模拟结果表明,增氧梯度助燃玻璃熔窑NO_x排放量明显降低,玻璃液面温度提高,因此,采用增氧梯度助燃方式有利于火焰向玻璃液传热。     

裂解炉空气预热器技术在乙烯装置的应用

乙烯装置在满足装置正常生产的前提下,利用急冷水的余热,增设空气预热器,对进入裂解炉底部燃烧器的助燃空气进行加热,实现减少装置燃料消耗、减少CO_2排放、达到节能效果。     

裂解炉燃烧器的操作维护

概述了裂解炉燃烧器操作中过剩空气和负压的调节,以及空气温度、空气湿度、大气压及刮风等环境条件对污染物排放的影响。介绍了燃料喷孔堵塞、喷头结焦、炉子漏风、喷头过热及火焰冲击等燃烧器日常操作中常见的维护问题。     

乙烯装置裂解炉的烧焦过程模拟

裂解炉炉管内壁的烧焦过程是个炉管温度、压力、浓度和焦炭厚度随时间,沿空间变化的动态过程.基于蒸汽-空气法烧焦机理分析,假定沿炉管烧焦反应动力学参数和反应热不变,建立了蒸汽-空气烧焦过程机理模型.针对中石化镇海炼化分公司乙烯装置裂解炉BA104的实际烧焦参数结合有限元求解进行了流程模拟.流程模拟结果与实际过程的对比证实了...     

Computational fluid dynamics‐based steam cracking furnace optimization using feedstock flow distribution

Nonuniform temperature fields in steam cracking furnaces caused by geometry factors such as burner positions, shadow effects, and asymmetry of the reactor coil layout are detrimental for product yields and run lengths. The techniques of adjusting burner firing (zone firing) and feedstock mass flow rate (pass balancing) have been practiced industrially to mitigate these effects but could only reduce the nonuniformities between the so‐called modules (a group of many coils). An extension of the pass balancing methodology is presented to further minimize the intra‐module nonuniformities, that is, variation between the coils within a module, in floor fired furnaces. Coupled furnace‐reactor computational fluid dynamics‐based simulations of an industrial ultraselective conversion (USC) furnace were performed to evaluate four different feedstock flow distribution schemes, realizing equal values for coil outlet temperature, propene/ethene mass ratio, maximum coking rate and maximum tube metal temperature (TMT), respectively, over all the reactor coils. It is shown that feedstock flow distribution creates a larger operating window and extends the run length. Out of the four cases, the coking rate as criterion leads to the highest yearly production capacity for ethene and propene. Uniform maximum coking rates boost the annual production capacity of the USC furnace with a nameplate ethene capacity of 130 10³ metric tons per year with 1000 metric tons for ethene and 730 metric tons for propene. For industrial application, achieving uniform maximum TMT is more practical due to its measurability by advanced laser‐based techniques. Most steam cracking furnaces can be retrofitted by optimizing the dimensions of venturi nozzles that regulate the feedstock flow to the coils. © 2017 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 63: 3199–3213, 2017     

一种新型裂解炉炉管强化传热数值模拟

利用计算流体动力学(computational fluid dynamic,CFD)方法对含新型内插件强化传热辐射炉管(fortified induced turbulence,FIT)进行了流体流动与传热特性的研究,采用RNG双方程模型求解了动量方程和能量方程,给出了FIT炉管内的流体流动和传热特性,包括速度场、湍动强度和温度场的分布;计算了FIT炉管的强化传热因子和压降。研究结果表明,FIT炉管内插件迫使流体流动由活塞流转变为旋转流,增强了流动湍流程度,符合流动-能量场协同理论,同时流体边界层由于FIT炉管的特殊结构而减薄。FIT炉管具有增强辐射传热、减薄边界层、增加比表面积和旋流增强等强化传热特性。相比于普通当量圆炉管,FIT强化传热炉管的整体传热能力提高了20%左右,证明该新型炉管强化传热效果显著,可以在工程实际中应用。     

Numerical Simulation of Transfer and Reaction Processes in Ethylene Furnaces

The complex transfer and reaction processes happened in ethylene furnaces were taken into consideration. A comprehensive mathematical model was developed with CFD technique based on the following knowledge: (1) basic transport equations of hydrodynamics, (2) k– turbulence model, (3) cracking reaction kinetic model developed by Wang, (4) presumed probability-density-function model for turbulent diffusion combustion, and (5) discrete ordinates method for radiative heat transfer. The simulation results showed detailed information about flow and temperature fields, heat flux distribution, and concentration distribution. They provided thorough understanding on the basic characteristics of hydrodynamic phenomena and reaction behaviour occurring in industrial ethylene furnaces. Parametric studies were carried out to investigate quantitatively the influence of burner staging, tube diameter and spacing on operation performance of ethylene furnaces. The comprehensive mathematical model and computational scheme presented here can be used as a tool for the design of ethylene furnaces.     

USC型乙烯裂解炉炉膛燃烧过程数值模拟

以广州石化的USC型乙烯裂解炉辐射段为几何模型,采用计算流体力学的方法对计算域进行几何建模和网格划分,用标准的k-ε湍流模型、非绝热的简化PDF燃烧模型和离散坐标辐射传热模型对炉膛内的燃烧和辐射状况进行三维全尺寸数值计算,以研究炉膛内的燃烧、传热和烟气流动情况.计算得到的流场合理,温度、浓度分布与实际吻合良好,说明对裂解炉辐射段的数值模拟计算是成功的.该模拟计算验证了所建立的乙烯裂解炉炉膛燃烧反应数学模型的可靠性和合理性,并为优化设计裂解炉结构提供理论参考.     

改进的教学优化算法及其应用

针对教学优化算法（TLBO）收敛速度慢,容易陷入局部最优的问题,本文提出了一种改进的方法。算法的改进主要在两方面：一是对教学因子（TF）进行自适应调整,使TF随算法迭代减小,这样算法在搜索前期采用全局搜索,搜索空间快速收敛于最优解附近,提高搜索速度,搜索后期采用局部精细搜索以获得高精度的解。二是引入信任权重,对学生已获得的知识采取部分信任的策略,避免对已获取知识的过分信任,增加学生个体与教师及学生之间的信息共享,利于算法跳出局部最优。算法在8个标准测试函数上应用,仿真结果表明改进的算法有更快的收敛速度并且能够跳出局部最优。最后将改进的算法应用到乙烯裂解炉裂解运行效益优化中,显著提高了裂解炉的效益。     

低高径比气升式环流反应器数值模拟分析

气升式反应器因其结构简单，有良好的混合传热性能，便于操作等优点已广泛用于化工、生物化工等行业。利用商用计算流体力学软件Fluent，利用Euler—Euler双流体模型，重点针对好氧反应的特点，对一种具有低高径比（H/D=1．67）的环流气升式反应器内的气液两相流动及混合性能进行研究，描述出反应器内气含率和环流液速等参数的详细分布，分析模拟结果，气液速度分布和气含率分布等与实际情况基本吻合，从而证实了计算结果的有效性，为工业实际应用提供一定参考。     

FCC提升管反应器中终止剂注入对裂化反应的影响

通过对催化裂化提升管注入终止剂前后的工况进行数值模拟,研究了终止剂注入对提升管内速度分布、催化剂颗粒浓度分布、温度分布以及组分浓度分布的影响,考察了不同注入量以及注入高度的终止剂在提升管内的作用区域及其对裂化反应的影响。研究表明,终止剂的注入大幅提升了提升管内的油气速度,降低了催化剂浓度、油气和催化剂的温度,使得提升管内原料的裂化程度降低,二次反应减少。且不同注入量和注入高度的作用区域不同,对裂化反应的影响不同,应根据实际工况进行分析。     

乙烯裂解炉石脑油裂解反应的数值模拟

以 SL-Ⅱ型乙烯裂解炉反应管为对象,结合烯烃厂裂解工艺参数,对管内石脑油裂解反应过程进行了模拟研究。裂解反应模型采用 Kumar 提出的分子反应模型,模拟得到了管内油气流速、温度、裂解产物的变化规律。结果表明,近壁层流层的存在使得管内油气径向速度、温度梯度较大,二维管内模型可以更全面地描述裂解反应过程。模拟得到的裂解产物收率与裂解炉的生产运行数据进行了比较,两者基本一致,验证了裂解反应模型的合理性。     

国内乙烯生产进展

介绍了乙烯裂解技术的发展现状及发展趋势,重点介绍了裂解炉技术以及国内乙烯生产装置的发展状况,并对国内乙烯生产前景进行了探讨.     

乙烯裂解炉燃烧器技术进展

综述了乙烯裂解炉燃烧器技术开发的最新进展情况,介绍了燃烧器布置优化、底部燃烧器和侧壁燃烧器等新技术以及CFD模拟技术在燃烧器设计和操作等方面的应用情况,这些新技术的成功应用将降低裂解炉烟气中NOx的排放,提高燃烧器的效率和裂解炉的操作稳定性.