焦炉煤气非催化部分氧化的数值模拟

用Fluent软件对焦炉煤气非催化部分氧化制取合成气的反应器内的温度场、浓度场和平衡气体组成进行了数值模拟.结果表明,氧气与焦炉煤气比是决定气化温度和出口合成气成分的关键.随着氧气与焦炉煤气比的增加,气化温度升高.在氧气与焦炉煤气质量比为0.14时,反应器出口的有效气体(H2+CO)含量达到最大值,焦炉煤气中的CH4几乎完全转化.在距反应器喷嘴0.05 m处反应器内达到了最高温度3 300 K,在0.1 m处H2和CO及CO2均达到平衡,CH4在该点降到最低点.     

焦炉煤气制合成气反应器数值模拟

采用CFD软件F luent模拟计算焦炉煤气(COG)非催化局部氧化制合成气反应器,其中湍流模型选择标准k-ε模型,热辐射选择P-1模型,用非预混模型计算化学输运和反应。反应器内组分与温度场的数值模拟结果与实验测定结果基本吻合,说明模拟结果是可信的。通过模拟可预测,当氧气与焦炉煤气进气体积比达到0.14左右时,可以获得最好的焦炉煤气的转化效果。本数值模拟可为COG非催化局部氧化制合成气进一步的工程研究与应用提供可靠的理论参考依据。     

焦炉煤气部分氧化制甲醇合成气研究

应用ChemCAD软件,采用吉布斯反应器模型对转化炉进行模拟,分析了温度、压力、进气量等各工艺条件对反应的影响。模拟结果表明,焦炉煤气部分氧化制取合成气适宜的操作条件为:进气温度500℃,反应压力1.85 MPa,进入转化炉各物流的摩尔流量COG(焦炉煤气):H_2O:O_2:CO_2=1:0.8:0.21:0.095。     

焦炉煤气转化反应器的数值模拟

通过对焦炉煤气和纯氧在双孔喷嘴石英管反应器内发生非预混燃烧的过程进行实验研究和数值模拟,得到了反应器内温度分布、流场、浓度分布和反应产品气(合成气)中H2/CO比.模拟结果显示,反应主要在靠近氧气入口的区域内发生,反应器壁温对反应结果有非常重要的影响.实验结果和模拟结果比较,表明温度和流场吻合得很好,组分分布略有误差.     

焦炉气非催化部分氧化制合成气数值模拟

基于Curran反应机理,采用Chemkin软件对贫氧条件下的焦炉气非催化部分氧化过程进行了模拟,并考察了反应温度、反应压力和氧气与焦炉气物质的量之比对焦炉气非催化部分氧化制合成气反应的影响。结果表明:该模型能较好地模拟工业操作条件下的焦炉气非催化部分氧化反应;焦炉气非催化部分氧化动力学时间尺度为毫秒级;反应温度越高,动力学时间越短,当温度提高至1373 K后,动力学时间未见明显缩短;反应压力越大,动力学时间越短,当压力提高至3.0MPa后,动力学时间未见明显缩短;氧气和焦炉气物质的量之比越大,动力学时间越短,但得到的合成气摩尔分数以及H_2和CO物质的量之比也相应降低:当氧气和焦炉气物质的量之比增大至0.262后,合成气中H2和CO物质的量之比维持在2.0~2.5。     

搅拌生物反应器混合特性的数值模拟与实验研究

以工程流体计算软件CFX-4.4为工具,对不同规模的机械搅拌生物反应器的混合特性进行数值模拟,研究了不同操作条件下反应器混合时间的变化规律. 采用pH电极在位监测[H+]的方法实验测定混合时间. 模拟结果与实验测定值之间的误差随反应器容积增大而逐渐减小,对容积为25 m3的反应器误差小于11.6%.     

黄磷电炉数值模拟

计算流体力学技术(CFD)是进行流场计算、分析和预测的专用工具,在科学实验及工业中应用广泛。为了了解黄磷电炉内部流场温度分布、气体走向、炉体温度分布情况,应用CFD技术,对黄磷电炉进行分析、简化,选择合适的模型进行仿真模拟,实现电炉内部流场的重现,对黄磷电炉中的放大、改造、设计有指导意义。     

搅拌反应器中计算流体力学数值模拟的影响因素研究进展

回顾了搅拌反应器中计算流体力学（CFD）数值模拟方法的研究历程,包括搅拌桨叶边界条件法、内外迭代法、滑移网格法、多重参考系法、快速照相法等方法;结合各种模拟方法的特点,对机械搅拌反应器数值模拟过程中的挡板的存在、尾涡的消除、复杂桨叶类型的模拟、网格精度的影响、湍流模型的选择、离散格式的差异等几个因素的影响作了分析。提出了搅拌反应器的CFD数值模拟仍有待深入研究。     

焦炉煤气非催化转化法制氨合成气

简要介绍焦炉煤气非催化转化装置的工艺流程、工艺以及设备特点、反应原理,并论述了生产过程中应注意的几个问题。     

双层折叶桨式搅拌器三维流场的数值模拟

采用计算流体力学(CFD)模拟软件MIXSIM对熔盐萃取过程中使用的双层折叶桨式搅拌器在萃取槽内形成的三维流场进行模拟研究,得到搅拌桨固定位置特定转速条件下萃取槽内的压力分布云图、速度分布云图和速度矢量图,明确了槽内熔盐的流动状态,为搅拌器和萃取槽的后续设计与优化提供理论参考。     

焦炉气催化部分氧化的数值模拟

利用F luent中标准κ-ε模型和多孔介质模型对焦炉气催化部分氧化转化炉进行模拟计算。整个反应床层分为氧化反应区和转化区,氧化反应区主要发生燃烧反应;转化区则装填催化剂,发生甲烷重整反应。通过模拟计算给出了转化炉内温度分布、压力分布、组分摩尔分数分布。转化炉出口的温度与气体摩尔分数与Aspen P lus软件模拟结果相吻合。表明CFD模拟结果是准确的,可用于焦炉气催化部分氧化转化炉的工艺和结构设计中。     

Performance of an oxygen-permeable membrane reactor for partial oxidation of methane in coke oven gas to syngas

Perovskite-type oxygen-permeable membrane reactors of BaCo_0.7Fe_0.2Nb_0.1O_3−δ packed with Ni-based catalyst had high oxygen permeability and could be used for syngas production by partial oxidation of methane in coke oven gas (COG). The BCFNO membrane itself had a poor catalytic activity to partial oxidation of CH₄ in COG. After the catalyst was packed on the membrane surface, 92% of methane conversion, 90% of H₂ selectivity, 104% of CO selectivity and as high as 15 ml/cm²/min of oxygen permeation flux were obtained at 1148 K. During continuously operating for 550 h at 1148 K, no degradation of performance of the BCFNO membrane reactor was observed under the condition of hydrogen-rich COG. The possible reaction pathways were proposed to be an oxidation-reforming process. The oxidation of H₂ in COG with the surface oxygen on the permeation side improves the oxygen flux through the membrane, and H₂O reacts with CH₄ by reforming reactions to form H₂ and CO.     

直流等离子体法焦炉煤气制乙炔试验研究

为替代污染严重的电石法制乙炔工艺,寻求一条洁净化乙炔生产工艺,利用100 k W直流等离子体装置进行了焦化厂焦炉煤气与解析气制乙炔的研究,分析了原料气流量、氢烷比、反应腔体直径对反应指标的影响。结果表明,随着原料气流量增大,焦炉煤气和解析气主要指标变化趋势相同,CH_4转化率、乙炔选择性、乙炔收率提高,能耗下降,其中焦炉煤气CH_4转化率为50.13%~62.95%,乙炔选择性为60.1%~71.3%,乙炔收率为30.1%~44.8%;解析气CH_4转化率为56.65%~69.56%,乙炔选择性为70.05%~83.33%,乙炔收率为39.6%~57.9%。随着氢烷比的提高,CH_4转化率、乙炔选择性和收率下降,且解析气中CO_2和O_2含量较高,促进了CH_4裂解,使解析气反应结果较好,CH_4转化率最高为69.56%,乙炔选择性83.33%,乙炔收率57.96%,乙炔能耗最低为13.66 k Wh/kg。反应腔体直径为16 mm时,反应结果优于直径17 mm。     

焦炉煤气经甲醇生产芳烃研究

我国焦化产业每年副产大量焦炉煤气。从市场前景、技术进展以及效益分析等方面对焦炉煤气经甲醇生产芳烃进行了阐述,为发展绿色、健康、可持续的焦化产业提供了一条新途径。     

超重力湿式氧化法脱除焦炉煤气中硫化氢

以H2S、CO2和空气模拟焦炉煤气,以超重机为脱硫设备,采用湿式氧化法脱除焦炉煤气中的H2S,研究了超重力因子、液气比、气液接触时间、原料气中H2S含量等工艺参数对脱硫率的影响规律,结果表明：脱硫效率随着超重力因子、液气比、气液接触时间和原料气中H2S浓度的增大而增大。确定了适宜的工艺参数,在气液接触时间为0.15 s的条件下,获得了98%以上的脱硫效率,CO2的脱除率稳定在1.0%左右,超重力法脱硫技术实现了高效、快速脱硫。在生产现场建成了处理气量为10000 m3/h的工程化超重力湿式氧化法脱硫装置,运行结果显示：超重力湿式氧化法脱除焦炉煤气中H2S技术具有脱硫效率高、气液接触时间短、操作弹性大、设备体积小等优点,H2S脱除率可稳定在90%以上,应用前景广阔。     

焦炉煤气提氢制二甲醚技术的研究

神马集团首山焦化公司自主创新研发了整体一步法焦炉煤气制二甲醚新工艺,首先对焦炉煤气提氢,制粗甲醇后再合成二甲醚;公司自主研发了醇醚联产二合一生产装置,研制开发了高活性WD型催化剂和汽化提馏塔等设备,经济和环境效益显著。     

煤制乙二醇与焦炉煤气制乙二醇的比较

对煤制乙二醇与焦炉煤气制乙二醇的工艺路线、设备、投资、生产成本及经济效益进行了比较。得出结论,焦炉煤气制乙二醇优于煤制乙二醇。     

Hydrogen production by the partial oxidation and steam reforming of tar from hot coke oven gas

Hot coke oven gas (COG) with a temperature of about 1050 K was produced from a test unit for coke production, the capacity of which was 80 kg of coal. The COG was introduced into an experimental unit with a tar converter where oxygen and steam were injected. Over 98% of the total carbon in the hot COG was partially oxidized, reformed with steam and converted to hydrogen and CO. About 1 Nm³/h of hydrogen was continuously produced for 5 h in this experiment. The experimental results suggest that three to five times the amount of hydrogen and CO that were present in the original COG could be recovered by this technology, utilizing the heat of the hot COG for the reaction. The feasibility study showed that hydrogen can be produced by this technology at a lower cost and higher efficiency than by the separation of cold COG.     

炼焦技术发展与焦炉煤气综合利用研究

为解决传统炼焦流程中焦炉煤气等副产品综合利用率较低的问题,以平煤神马集团为例,先简单介绍了集团的炼焦产业概况,然后从7个方面详细介绍了集团对焦炉煤气的综合利用措施。通过技术创新,发展了先进的炼焦技术与焦炉煤气等副产的高效洁净利用方式。通过多项技术集成与产业耦合,实现了集团内煤焦化工与煤炭采选、煤盐化工、尼龙化工四大核心产业的链接,为集团发展“煤炭-炼焦-能源-化工”的一体化之路开辟了新的途径。     

中国焦炉煤气制天然气技术进展及经济性分析

简要分析了中国天然气产业发展现状以及面临的严峻形势。提出了利用焦炉煤气生产天然气的必要性和紧迫性。分析了这一技术的研究进展。运用技术经济的分析方法,对发展液化天然气（LNG）和合成天然气（SNG）进行了定量分析。结果表明,生产LNG产品的效益要高于SNG产品。前者较后者的投资利税率提高了18．9％,投资利润率提高了7．9％。