甲烷化反应器催化剂积炭过程的模拟研究

针对固定床甲烷化反应器内催化剂积炭问题,采用离散元方法(DEM)建立小管径比随机堆积球形催化剂床层,计算流体力学(CFD)方法模拟催化剂外层到内层的积炭形成过程,探讨入口氢气占比、温度、流速和催化剂温度对积炭的影响。结果表明:反应初期积碳最严重,0～4 000 s平均孔隙率值下降了0.34,4 000～8 000 s平均孔隙率值下降了0.075;从催化剂外层到内层,积炭程度呈圆环状减小;入口氢气占比从0～40%、催化剂温度从850～770K,催化剂平均孔隙率值增大0.27、0.22;入口流速从0.015～0.005 m·s~(-1)、温度从500～400 K,催化剂中心孔隙率值减小0.01、0.005。结论可为固定床反应器和甲烷化积炭效应研究提供参考。