旋流反应器内颗粒停留时间分布的CFD模拟

采用欧拉双流体模型对旋流反应器内气固两相流动进行数值模拟,附加无反应组分输运方程研究颗粒停留时间分布(RTD),并考察了操作参数和催化剂粒径对RTD的影响。结果表明,旋流反应器内RTD曲线为单峰分布,切向入口气速越大,颗粒RTD无因次方差减小,流动越接近平推流。增大颗粒循环量可减少颗粒平均停留时间,但加剧了颗粒返混。此外,平均停留时间随颗粒粒径增大,呈现出先增大后减小的趋势,且颗粒越小,返混越严重。     

旋流板塔在涂装废气除尘除雾方面的数值模拟研究

在对旋流板分离技术的研究和应用基础上,提出将旋流板塔应用在涂装废气除尘、除雾处理当中,旋流板塔的分离性能受到其内部气相流动和颗粒运动规律的制约。仅仅通过试验或解析等传统方法分析其内部复杂的流动状况难度很大,而且周期长、费用高;通过流体力学计算软件Fluent对旋流板塔进行数值模拟研究,可以计算分析旋流板塔内部的气相流动和颗粒运动的规律;因数值模拟对于认识旋流板塔的分离机理、改进和优化旋流板塔的结构,提高其分离性能,同时缩短设计开发周期和节省费用,具有重要的意义。     

天然气净化厂火炬及放空系统设计的探讨

随着石油天然气行业对环境和安全的要求越来越高，火炬及放空系统也从附属设施成为净化厂的重要组成部分，火炬及放空系统的设计就显得尤为重要。总结了净化厂火炬及放空系统的一些重要注意事项，供设计人员参考。     

基于群体平衡模型的旋流萃取元件的数值模拟

以旋流萃取元件为研究对象,建立了物理模型,通过流体分析软件ANSYS 15.0对液液两相流场进行数值模拟。选用群体平衡模型,考虑液滴的破碎、聚并,通过加载源项考虑相间的传质行为。研究结果表明,随着计算时间的推移,分散相的索特直径分布从Log-Normal初始化分布到小液滴占多数、再到大液滴的较均匀分布,可作为分析萃取过程的方法之一。在处理量一定的情况下,随着被萃取组分含量的增大,萃取率也相应增大;在被萃取组分的含量一定的情况下,萃取率随连续相流速的增大呈先增大后减小的趋势,过大的流速使得两相没有足够的接触时间,导致萃取率降低。本研究可为进一步认识群体平衡模型模拟液滴行为以及液-液分散过程提供一定的指导。     

新型两级气浮旋流设备结构优化与性能研究

为使现有的两级气浮旋流设备作用效果更佳,利用流体分析软件Fluent6.3.26对其进行结构优化和性能研究。研究结果表明,在一定的入口流量下,存在最优一级旋流管径,该管径可使一级油水分离效果最优;两级气浮旋流设备中罐的旋流流场由弯头决定,当弯头的轴向位置离罐底较高时,可使含油污水充分经过气浮作用而得到净化;弯头离轴心的最佳径向位置约为半径的0.36倍,这样可使油水分离性能最佳;当两级气浮旋流设备的最佳入口流速小于2 m/s时,可使油水分离性能最优。现场试验结果表明,新型两级气浮旋流设备能将污水中含油体积分数降到20.00×10~(-6)以下,说明新型两级气浮旋流设备能够进行有效的污水处理,这对我国自主研发气浮旋流处理含油污水技术具有积极的促进作用。     

基于Fluent的锥形节流阀流场数值模拟

针对高压锥形节流阀冲蚀和气蚀失效严重的问题,利用Fluent软件对实际使用中的锥形节流阀内流场分布进行仿真计算,揭示了节流阀冲蚀和气蚀失效的原因,并提出一些减缓失效的方法和使用时的注意事项。分析结果为节流阀的设计和性能优化提供一定的理论依据。     

加氢裂化反应器新型冷氢箱的研究与工程设计

报道了加氢加化反应器新型旋流式冷氢箱的研究设计及实用效果，催化剂床层径向温差不大于5℃。     

基于Fluent的稠油定向井扶正器流场数值模拟

扶正器是定向井有杆泵抽油系统必要的井下工具。基于计算流体动力学方法建立了定向井内稠油通过扶正器流动的数学模型。稠油在扶正器周围的环空流动过程中,假设计算流场为定常等温流场,利用三维CFD仿真技术,以FLUENT软件为数值模拟平台,采用有限体积法离散上述控制方程组。为减少数值扩散,针对流动控制方程的特点,连续性方程、动量方程、湍动能方程和湍动能耗散方程均采用二阶迎风格式离散计算,选用SIMPLE算法进行压力速度耦合。     

乙烯氧化反应器模拟与优化软件设计

提出了乙烯氧化反应器定态和动态优化相结合的优化策略。为降低优化方法对操作经验的过分依赖,优化时采用一维拟均相反应器模型和广义幂函数型失活动力学模型。为了顾及催化剂失活的动态效应和使多优化变量的乙烯氧化反应器的动态优化得以实现,将对床层温度敏感的两个操作变量反应温度和二氯乙烷含量作为动态优化变量。开发了将模拟、参数估计和优化等任务集成的乙烯氧化反应器优化软件,使定态与动态优化相结合的优化策略易于实施。     

热壁加氢反应器筒体卷圆减薄量和伸长量以及堆焊收缩量的测定

介绍了热壁加氢反应器筒体在中温卷圆和校圆时,其筒体减薄量和伸长量的测试计算方法。由测试数据证明,卷圆时的减薄量可与板材的上偏差抵消,而其伸长量则与堆焊收缩量基本相同。     

基于Q判据的不同排气管直径旋风分离器内部涡分析

为了研究排气管直径对旋风分离器内部流场的影响,采用雷诺应力模型对4种不同排气管直径的旋风分离器进行气相流场的数值模拟,同时引入Q判据识别内部空间涡的结构。结果表明,利用Q判据做出的涡等值面,可以较为直观地看出涡结构的变化趋势。在一定范围内,减小排气管的相对直径,可以使旋风分离器内部流动更加稳定;但当排气管直径过小时,内部湍动作用会加剧,能量损失加大。在壁面处,有封闭的涡线形成,能量损失加剧;改善壁面处的涡平衡,可以有效抑制封闭涡线的形成,从而减小能量损失,提高分离效率。此外,涡核摆动并不是随着排气管直径的增大就越剧烈,而是存在一个极值,在极值处涡核摆动整体最小;适当地调整排气管直径,有利于涡结构的平衡,提高流体的稳定性,从而提高分离效率。     

基于Fluent的天然气井涡流工具影响因素分析

为了加快涡流排液采气工具在我国有水气田的推广应用,对涡流工具周围流场进行了数值模拟,分析了螺旋角、翼高、翼宽及旋流段内径等结构参数对旋流场的影响规律。对涡流工具的现场应用提供指导。     

丙烯腈流化床反应器性能的模拟优化

针对中国石油化工股份有限公司齐鲁分公司腈纶厂丙烯腈装置应用新技术改造后,反应器性能发生较大变化,丙烯腈收率达不到设计值的情况,建立了多釜串反应器模型,利用该模型对操作参数进行优化,分析了反应器性能出现异常的可能原因,并制订了相应措施。模拟结果表明,该模型基本反映了床层中的传递和反应特性,可用于反应器模拟和分析。利用该模型得到的优化操作参数为:氨气与丙烯的摩尔比1.12～1.15、空气与丙烯的摩尔比9.5～10.0、操作压力0.145～0.155 MPa、操作温度435～445℃。技术改造后反应器性能发生较大变化的主要原因是扩能幅度太大,催化剂装填量增加,总进气量增加,造成床层偏高,深度氧化加剧。在调整了反应器的操作参数及采取降低投料负荷、减少催化剂装填量、反应器上部高出换热管的部分设简易内构件等措施后,丙烯腈收率一直保持在较好水平。     

催化剂流化高度与丙烯腈反应器的优化运行

丙烯腈装置扩能改造试用MB -98A催化剂后 ,由于催化剂粒度分布偏细与旋风分离器回收细粉能力过高 ,反应器因催化剂流化高度异常升高而制约了装置的正常运行与生产优化。采取抽出细粉补充较大颗粒、提高补加催化剂粒度与强度、加大旋风分离器二级料腿反吹风量措施后 ,实现了装置的高负荷运行     

圆筒式加热炉内辐射室燃烧数值模拟与分析

通过简化加热炉模型,采用非结构网格划分,选用k-ε湍流模型、PDF扩散燃烧模型和离散辐射传热模型,对一个燃烧室内二维射流燃烧过程进行了数值模拟。利用Fluent软件模拟了辐射室内的温度场和流场的分布以及燃烧过程中氮氧化合物的生成情况,讨论了燃烧参数对加热炉燃烧特性的影响,分析了空气流量和喷射角度系数变化时,燃烧室温度、气体流向及氮氧化合物生成的变化规律。     

移动床生物膜反应器处理石化废水填料填充率的确定

考察了移动床生物膜反应器（MBBR）处理石化废水时在相同水力停留时间下,不同填充率对污染物去除率和氧传递速率的影响。结果表明,填料填充率为30％时,污染物COD和氨氮去除率达最大值,其中COD去除率达90．98％;氧总传递系数12．66,是无填料时的1．48倍;温度20℃时氧传递系数达10．98,是无填料时的1．44倍。因而在MBBR处理石化废水时,适宜的填料填充率为30％。     

催化重整反应器的模拟与分析

使用假组份简化重整反应器进料，并通过引用四个模型反应及对应的动力学经验式，对催化重整反应器进行数学描述。用这套模型对工厂装置进行模拟计算，得到反应器径向的温度分布和浓度分布，其结果与装置实际数据吻合。