列管式固定床反应器壳程流体均布的研究——流体的穿缝阻力及其在半环形流道中的变质量流动

一、概述 列管式固定床反应器具有活塞流和单程转化率高的特点,要想使反应器的综合性能保持原型管(单管)的水平,壳程流体的流动状态及分布的均匀性是个关键因素。 对大型列管式固定床反应器壳程流体流动的主要要求是能迅速导出反应管内产生的     

列管式固定床反应器模拟与设计进展

<正> 一、前言 传统的固定床设计一般假定工业多管反应器的实际操作条件与单管实验反应器的操作条件相同,这个假定只对热载体完全均匀分布的并流反应器适用。但在实际的操作系统中,管与管之间的相互作用对过程的总效率以及冷却剂经壳程的泵送成本有很大的影响,而且,单管因其在管束中的位置不同而导     

列管式固定床反应器流动与传热研究

本文给出了列管式固定床反应器的环形流道内的压力系数、穿孔阻力系数，平行流和错流形式的反应器管间压力分布以及温度试验结果。综合这些研究结果，可以为大型列管式固定床反应器的设计提供可靠的理论依据。     

工业级错流列管式固定床反应器的CFD模拟

工业级大型列管式固定床反应器壳程温度场与流场的均匀程度与反应的转化率及选择性密切相关。通过添加阻力源项和分散热源项,对工业级全尺寸错流列管式固定床壳程流场及温度场进行了CFD模拟研究,并进一步考察了折流板窗口区大小及其位置对壳程压降与温度分布的影响。结果表明,模拟得到壳程压降与由经验公式计算得到的压降较为接近,且壳程温度分布与工业实际数据吻合;增大窗口区面积,壳程压降呈现指数下降,同时高温差区(径向温差大于2 K)的范围与径向温差变大;随着第1块折流板位置降低,高温差区范围及径向温差均减小,但压降并不呈现规律性变化。模拟方法可用于工业级大型列管式固定床反应器的优化及设计。     

列管式固定床反应器Deacon反应的动力学研究

在氯碱行业,存在着氯与碱的不平衡问题。利用Deacon反应可将生产过程中过剩的HCl氧化为氯气,以解决Cl_2紧缺的问题。既保护了环境,又提高了氯原子的利用率。在列管式固定床反应器中进行了千吨级中试实验,测得了HCl的出口转化率。根据中试实验数据,建立了相应的Deacon反应列管式固定床反应器一维拟均相数学模型。     

L-天冬氨酸固定床列管反应器的实验研究

本文对固定化大肠杆菌连续生产L-天冬氨酸的管式固定床反应器进行了实验研究。结果表明：固定床反应器能够有效地排除由富马酸和氨生成L-天冬氨酸的反应热．在底物浓度为1．0mol／L的条件下，循环冷却水的温度为37℃、废物在反应器内的停留时间为2～6h（即空速低于0．5／h）时，由富马酸生成L-天冬氨酸的转化率高于99，见反应器内的最高温度不超过37．3℃。     

列管式固定床反应器管束间单相流动与传热的CFD研究

为研究列管式固定床反应器壳程内换热介质的流动与传热特性,采用数值模拟的方法求解得到壳程流体速度与温度分布场.模拟结果受湍流模型影响,将壳程传热膜系数和压降的CFD模拟结果与经验方法结果进行比较后选择偏差最小的realizable k-ε湍流模型.模拟结果显示换热介质在反应器壳程内的流动与传热分布不均匀,折流板前背部存在漩涡和传热死区,错流区和折流板缺口区的传热效果较好.为验证CFD模拟结果的可靠性,将不同传热量和进口流量条件下的模拟结果与经验方法结果进行比较,偏差在可接受范围内.     

工业级错流列管式固定床反应器的CFD模拟

工业级大型列管式固定床反应器壳程温度场与流场的均匀程度与反应的转化率及选择性密切相关。通过添加阻力源项和分散热源项,对工业级全尺寸错流列管式固定床壳程流场及温度场进行了CFD模拟研究,并进一步考察了折流板窗口区大小及其位置对壳程压降与温度分布的影响。结果表明,模拟得到壳程压降与由经验公式计算得到的压降较为接近,且壳程温度分布与工业实际数据吻合;增大窗口区面积,壳程压降呈现指数下降,同时高温差区（径向温差大于2 K）的范围与径向温差变大;随着第1块折流板位置降低,高温差区范围及径向温差均减小,但压降并不呈现规律性变化。模拟方法可用于工业级大型列管式固定床反应器的优化及设计。     

列管式固定床反应器整型催化剂流体力学行为的研究

本文从催化剂整型化的思想出发,提出了一种新型的列管式反应器——环串反应器(SingleRing String Reactor)。用流路分析的方法对流体在管内流动进行分析,提出了流体在管内分布的数学模型,通过实验对模型进行了验证。用此模型,获得了对该结构之催化剂颗粒设计的一般方法和最佳参数的选取原则。实验和分析表明,采用该新型反应器有可能使列管式反应器得到改进。     

列管式固定床F-T合成反应器的模拟及优化

针对列管式固定床F-T合成反应器的特点建立了一维拟均相数学模型。通过对模型计算与试验结果进行对比分析,表明该模型可以较好的描述反应过程。并从固定床反应器的操作热稳定性出发,对列管式固定床F-T合成反应器的最大允许管径和最大传热温差进行了计算。结合模型计算结果得出了合适的反应管直径与冷却介质温度范围,可以优化列管式固定床F-T合成反应器的设计。     

催化剂稀释对列管式固定床反应器操作特性的影响

本文实验研究了催化剂稀释对列管式固定床反应器操作特性的影响,以苯催化氧化反应为例,在反应器上部以惰性颗粒1:1稀释催化剂,使反应器操作稳定,热点温度对熔盐温度变化不敏感,反应器中心温度呈现二个热点。同时讨论了催化剂部分稀释使产物收率降低的原因     

平行流列管式固定床反应器管外流体的模拟

运用计算流体力学软件FLUENT6.1对平行流列管式固定床反应器环形流道及管间流体的流动进行数值模拟。模拟结果表明,流体进入环形流道后流速急剧变化,要达到环形流道内侧壁沿圆周流量均匀分配,就必须在不同的位置开不同尺寸的孔,反应器进口挡板和分布板的设置使管间流体在进入反应器后径向分布基本均匀。建立冷模实验装置,测定流体在反应器管间不同高度同一截面上的压力分布,实验结果表明,反应器管间流体达到均匀分布。管闯流体压力的模拟值与实验值相比较,两者吻合良好。     

列管式固定床反应器连续催化合成邻苯二甲酸二甲酯的研究

将加热至一定温度的邻苯二甲酸酐和甲醇,送入装有催化剂强阳离子交换树脂的串联列管式固定床连续催化试验装置,在催化剂的作用下连续反应生成邻苯二甲酸二甲酯。最佳反应条件为：在n（甲醇）/n（苯酐）=2、空速1h^-1、反应压力1MPa,温度130℃的条件下,采用下进料方式,在催化剂选用A45阳离子交换树脂,催化剂的含水量为0.5%以下时,酯化反应产率可达90%以上。用试验合成的DMP增塑的PVC的力学性能接近用邻苯二甲酸二辛酯（DOP）和用己二酸二辛酯（DOA）增塑的PVC。     

大型轴向列管式固定床反应器的设计、制造、运输

通过对大型轴向列管式固定床反应器的列管布置、管板强度计算、支持板结构、管板的焊接及热处理、壳体组装、运输等多方面优化,从设计、制造、运输三方面综合考虑,使大型轴向固定床反应器的本质安全、运行效果达到更高的要求。     

平行流列管式固定床反应器分布板的开孔规律

采用动量方程建立了平行流列管式固定床反应器管外流动模型，计算出管外压力分布和速度分布，并用角度为６０°的片状平行流试验模型加以验证，试验结果和模型计算结果取得了良好的一致性。在此基础上，研究了实现管外流动和传热均布的分布板环隙和小圆孔的调节方法。     

用动量方程进行平行流列管式固定床反应器的设计

采用动量方程建立了平行流列管式固定床反应器管外流动模型，计算出反应器管外压力分布和速度分布，并用６０°角度的片状平行流试验模型加以验证，试验结果和模型计算结果取得了良好的一致性。同时，研究了实现管外流动和传热均布的分布板环隙孔和小孔调节方法。     

平行流列管反应器环形流道流体特性研究

针对列管式固定床反应器,开展环形流道流体流动特性分析,为反应器设计提供参考。建立环形流道液体流动空间数值模型,模拟反应器内湍流稳态流动特性。通过残差过程分析,合理设置计算参数与网格密度,检验数值模拟的收敛性。分析液体流速分布,合理设置环形流道内壁调节孔;分析液体压强分布,确定不利受压部位。研究结果表明,环形流道内液体不均匀流动,宜设置变截面调节孔,改善流速分布;进口处液体压力较大,为环形流道设计重点部位,宜在内壁合理位置设置调节孔,改善压力分布,为反应器设计提供参考。