气化炉激冷室工作过程数学模拟

针对水煤浆气化炉激冷室的工作特点,建立了激冷室下降管的传热传质数学模型,并进行了数值计算,据此分析了下降管内合成气的温度分布与进口流速等参数的关系,为进一步探讨激冷室的工作过程,改进气化炉激冷室设计提供了一定的理论依据.     

德士古气化炉激冷室内部工艺过程的分析

分析了激冷室内的工艺过程，探讨了降气管损坏和合成气带水的原因。     

TEXACO气化炉激冷室下降管传热传质过程模拟

对 TEXACO气化炉激冷室下降管内的传热传质过程建立了数学模型 ,并对数学模型进行了数值计算 ,据此分析了下降管内合成气的温度分布与进口流速等参数的关系 ,为进一步探讨激冷室的工作过程 ,提高气化炉的操作开工率提供了依据。     

水煤浆气化炉激冷室下降管内流动与传热数学模拟

引　言由于工程经验不足及技术方面的原因 ,煤气化设备经常出现故障而导致工厂被迫停产 ,从而造成巨大的经济损失[1] .而煤气化设备中的核心设备气化炉是易损坏的设备 .经分析 ,气化炉激冷室结构设计不够合理 .本文以水煤浆气化炉激冷室为研究对象 ,采用ｋ ε模型[2 ] 、四通量     

气化炉激冷室液位测量中的信号处理

结合大化肥装置的实例,介绍德士古重油气化炉激冷室液位测量中遇到的问题和处理办法,对DCS软件组态和逻辑处理方案做了较详细的描述.     

不同结构气化炉激冷室气液两相流的数值模拟

针对目前工业用激冷室存在的粗合成气洗涤效果不佳、破泡器堵渣等问题,提出了改变液池直径与下降管直径之比、在床层内减少破泡条、调整单层破泡条节距等调整方案,基于双流体模型和群平衡模型对含破泡条的激冷室进行了三维CFD模拟,比较了70%、100%、110%负荷下的液相含率、速度分布、湍动能分布、涡分布、气泡直径分布等,结果表明：调整后激冷室中的气泡直径更小,洗涤效果更好,气液两相传质传热更加充分,且能适应不同负荷工况。     

德士古气化炉激冷室裂纹原因分析及处理

针对某化工厂德士古气化炉激冷室出现裂纹的问题，经过金相组织检验、裂纹的分布情况、堆焊层的材质等分析，发现是气化炉内工艺介质中 Cl^-严重超标所致。根据裂纹深度不大于 1 mm、1 mm～3 mm、大于 3 mm 等情况，详细介绍了相应的裂纹修复的现场作业质量控制及具体施工方案；裂纹修复 1 年后定检时，通过了根据相关标准进行的验收，装置运行情况良好。最后，从 Cl^-浓度控制、合理选材、优化设计等方面提出了相应的控制及改进措施。     

新型多喷嘴对置式气化炉激冷室的改造

介绍了新型多喷嘴对置式气化炉激冷室工艺流程以及在工艺、设备内部结构上的优点,同时结合国泰公司四喷嘴气化炉激冷室运行情况,总结了静态破渣器、鼓泡床、托砖盘法兰及冲洗水、合成气出口挡板等内部件改造及应用情况,经过改造后,提高了气化炉激冷室运行周期,达到了集渣畅通、破泡条运行周期长、锅底温度可控等良好效果。     

对置式新型气化炉激冷室积渣原因及处理措施

对新型气化炉水煤浆气化工艺激冷室出现积渣时的现象;通过理论分析,大量的数据采集,得出造成激冷室积渣的原因。     

大型渣油气化炉激冷室热质传递过程模拟

对现行８．５３ＭＰａ德士古渣油气化炉激冷室中热质传递过程进行了分析、研究，从数学模型着手，进行模拟计算，模拟结果与工业数据吻合良好。通过模拟揭示了激冷过程本质特征，探讨了现行激冷环损坏的主要原因。     

流化床内多相流动模拟研究进展

总结了流化床中多相流流体力学理论研究的进展 ,着重介绍了流化床中多相流流动模型 ,并对各种模型的特点进行了分析和比较。认为流化床中多相流流动模拟计算的困难在于如何准确地描述相间的相互作用。     

催化裂化提升管进料段内多相流动及其结构优化

催化裂化提升管进料段内油、剂两相的流动-混合状况对目标产品的收率具有重要的影响。早期研究多属于“探索性”的结构优化。近年来,通过大型冷模实验,结合理论分析和数值模拟,发现在传统结构进料段中,对油、剂混合流场起重要作用的是Kutta-Joukowski横向力引起的原料射流“二次流”。对二次流“用其利、抑其弊”是优化传统结构进料段的关键,目前已取得广泛的工业应用。而近期Kutta-Joukowski横向力分析以及冷模实验、数值模拟的结果表明,油剂逆流接触新型进料段可更有效地促进油剂混合,使两相接触更为均匀;较传统形式进料段结构具有更明显的优势。     

搅拌槽内多相流动数值模拟研究进展

综述了过程工业中广泛应用的搅拌槽反应器内多相流动数值模拟研究的进展.讨论多相湍流模型、相间作用力模型及搅拌桨处理方法等重要的数值模拟技术和方法,并对有关的计算模型进行了比较分析.针对搅拌槽内的各种多相体系,论述了不同研究者在桨区处理、相间动量传递描述和分散相的引入对体系湍流特性影响等方面的模拟方法并对结果作了比较.提出了需要进一步深入研究的课题.     

气化炉激冷环结构改进

HT-L是一种气流床下行激冷的气化炉,其中,激冷环是气化炉的核心部件,其工况直接影响到气化炉乃至整套装置的运行。根据激冷环工作原理及实际使用情况,对其结构进行了改进,不仅延长了气化炉的运行周期,而且提高了整套装置的生产稳定性。     

基于CCDM的流态化制冰的多相流动与传热特性

流态化制冰是一种新型的直接接触式动态制冰方式,通过建立联合连续和离散模型的CCDM(combined continuum and discrete model)全耦合模型,采用一种非结构网格颗粒搜索法,计算了流态化制冰过程所涉及的颗粒-流体多相系统的流动和传热特性。结果表明:基于CCDM模型计算出的结果与实验数据有较好的一致性,模型的准确度高;冻结程度关键值的提出,简化了颗粒间碰撞模型的判断和颗粒相表面传热量的等效计算;颗粒间的碰撞、聚并对颗粒粒径的作用,会进一步影响颗粒的运动速度、停留时间以及轴向浓度分布的变化,难以忽略其对于流态化制冰过程的多相流动与换热特性的影响。     

毛细管内多相脉动流动的格子-Boltzmann模拟

基于伪势模型理论,建立毛细管内汽液两相工质脉动流动的等温格子-Boltzmann模型。将利用该模型取得的静态液滴形态以及表面张力、大空间和窄空间内气泡浮升运动时的形态模拟结果与文献的研究结果进行对比,验证了模型的可靠性。对毛细管内泡状流和柱塞流两种流型在边界正弦压力波作用下绝热脉动流动情况进行了数值模拟。通过模拟研究了毛细管内不同压力波振幅下液相Reynolds数和气泡位移幅度周期性变化规律;获得了汽液界面形态在脉动过程中的变化;观察到在边界液相速度方向发生改变时,边界附近区域的Reynolds数振荡现象;分析了重力对脉动运动过程的影响。模拟结果为分析以毛细管为主要构件的脉动热管内汽液两相工质的工作过程提供了一定依据。     

颗粒黏度模型对采用欧拉多相流模型模拟超密相颗粒流动行为的影响

颗粒黏度是欧拉多相流模型计算固体流动的重要参数之一,其数值大小依赖于摩擦压力和径向分布函数。通过与实验值对比,评估了常用的摩擦压力模型(Based、Johnson)和径向分布函数模型(Lun、Syamlal O’Brien)对密相颗粒流动体系的预测能力。模拟结果表明,Johnson模型的固体体积分数预测值低于Based模型;Syamlal O’Brien模型固体流率的预测值远大于Lun模型。采用根据实验结果修正的欧根系数后,BasedLun、Johnson-Lun和Johnson-SO模型组合预测的平均压降相对误差分别由68.6%、73.3%和78.2%降低至13.2%、29.7%和42.3%。综合考虑压降、固体出口质量流率、固体体积分数、壁面区域固体速度的模拟结果与实验值的偏差,发现Based-Lun模型组合的平均预测误差最小,适用于气固移动床的欧拉多相流模拟。研究还发现,欧根系数与内摩擦角对固体速度与压降有着显著的影响,而临界固含率对固体速度与压降的影响较小。     

颗粒群研究：多相流多尺度数值模拟的基础

用两流体模型及颗粒轨道模型数值模拟过程工程设备中的多相流,都需要表达浓度较高的分散相和连续相间的作用力的本构方程. 本工作综述了多相流中颗粒受力研究的现状和尚待解决的问题. 对单个颗粒(包括流体颗粒)在静止和运动流体中的受力情况的研究结果比较丰富,但对颗粒群的研究则很不充分. 对颗粒受的曳力研究较多,但还缺乏可信的计算升力、非稳态力等的公式. 因此颗粒群的研究成为多相流准确多尺度数值模拟的关键. 开发能处理整体和局部均存在非均匀性的多相流的高效算法也是有待克服的困难.     

微藻柱状式光生物反应器流动特性及结构的数值模拟优化

微藻作为最具潜力的可再生生物质能源,在生物固碳和生物燃料生产领域优势显著,有助于碳达峰、碳中和目标的实现。通过改善反应器曝气装置的性能可以大幅度提高微藻的培养效率,本工作采用数值模拟方法对柱式光生物反应器的球型曝气结构进行了优化。模拟采用欧拉模型,湍流模型选取k-ε模型,研究分析了不同曝气装置条件下气含率、平均液相速度、湍流动能几种参数的变化和光生物反应器内的流场情况。结果表明,曝气装置结构的变化对光生物反应器内的流动特性具有很大的影响,通过曝气装置向反应器内通气,气含率、平均液相速度、湍流动能随着曝气量的增大而增大,随着曝气装置孔径的增大而减小。综合各相关参数得到当总曝气量为1400 mL/min、曝气孔数为50、曝气孔径为30μm时,曝气装置性能最好,此时测得气含率为68.6%,平均液相速度为0.905 m/s,湍流动能为0.149 m²/s²。     

提升管内气固流动行为的数值模拟

应用计算流体力学软件Fluent,对空气为连续相、固相为催化裂化反应催化剂的循环流化床提升管内的气固流动行为进行模拟。采用用户自定义函数引入颗粒与壁面的恢复系数和颗粒的镜面反射系数,对颗粒在边壁处的部分滑移运动进行描述。采用不同的计算动力学模型及参数,数值模拟了径向颗粒浓度、轴向床层压降的空间分布,以及用以描述颗粒脉动动能的颗粒温度与固含率的关系,并与文献报道的实验和数值模拟结果进行对比分析。结果表明,选取的颗粒动力学理论模型及参数、颗粒部分滑移边界条件及气固曳力模型,可计算得到合理的颗粒轴向及径向分布,验证了提升管中存在典型的径向环核流动结构和轴向压降分布。进一步分析表明固含率显著影响颗粒温度,当固含率为0.05~0.1,颗粒温度存在转折区。