模拟乙烷裂解炉管中流体返混对烧焦过程的影响

针对裂解炉管弯头处流体运动状态变化的特点,采用柱塞流反应器(PFR)与串联全混流反应器(CSTR)组合的反应器模型,耦合计算了炉膛传热和辐射段炉管内的烧焦过程.将烧焦时焦炭表面氧分压、烧焦速率、炉管出口气体温度和碳氧化物含量、焦炭层厚度等影响的模拟结果与无返混的PFR模型的模拟结果进行了比较.结果表明:两种模型模拟的炉管出口气体温度和碳氧化物含量均与生产实际基本相合,但有返混的模型能更准确地描述烧焦结束时残碳在管内的分布特点.     

乙烷裂解炉安全烧焦及条件优化

采用耦合炉膛和炉管传热的计算方法,模拟KTI—SMK型裂解炉的烧焦过程。首先对恒定炉管入口烧焦气流量和温度模式的烧焦程序进行安全烧焦条件的计算,并用复形调优法计算出优化的烧焦条件为水蒸气流量1861kg／h,空气流量597kg／h,炉管人口温度626℃,烧焦时间8．2h。随后验证了该操作条件,得到管壁最高温度为1047℃,管内残炭量和烧焦时间分别低于目前装置烧焦程序模拟结果。     

延迟焦化炉内湍流燃烧和炉管表面温度、热流分布

准确描述出炉膛内湍流燃烧过程,进而获得炉管表面温度和热流的分布情况,对焦化炉结构优化和防止管内结焦具有重要意叉.本文采用数值模拟方法,实现了对工业焦化炉包括燃烧器群、炉膛、炉管整体的,流动,燃烧和传热全部工艺过程的全尺寸耦合计算.计算得到了炉内温度以及炉管表面温度、热流分布的详细信息,揭示了焦化炉内燃烧和传热过程的基本特性.     

布朗工艺一段转化炉的模拟计算

在建立炉膛燃烧传热模型和管内气固相催化反应模型的基础上对布朗工艺合成氨装置一段炉辐射段进行模拟计算.炉膛燃烧传热过程采用Hottle区域法建立三维辐射换热模型,与管内的气固相催化反应动力学模型迭代求解,得出了炉膛三维温度分布以及管内温度、压力、组成随高度的分布.计算结果与实测值基本吻合.由于炉膛燃烧传热模型采用三维模型,与传统的一维和二维模型比较,计算结果更为精确.计算方法和结果对于节能降耗以及设备的改进等都有非常重要的意义.     

乙烯装置裂解炉的烧焦过程模拟

裂解炉炉管内壁的烧焦过程是个炉管温度、压力、浓度和焦炭厚度随时间,沿空间变化的动态过程。基于蒸汽-空气法烧焦机理分析,假定沿炉管烧焦反应动力学参数和反应热不变,建立了蒸汽-空气烧焦过程机理模型。针对中石化镇海炼化分公司乙烯装置裂解炉BA104的实际烧焦参数结合有限元求解进行了流程模拟。流程模拟结果与实际过程的对比证实了所建立的工业裂解炉蒸汽-空气烧焦过程模型的可行性和有效性,为实现烧焦过程的闭环优化控制奠定了基础。     

载热体加热炉的传热研究

首先对单侧紧排受热管的传热进行了研究，得出了载热体加热炉内层盘管的前半周管壁几乎接受全部辐射热，后半周管壁只参与对流换热，管内热载体所吸收的热量是辐射换热量和对流换热量之和，即在稳态情况下，热载体的温升可由两者迭加计算而得到。其次讨论了热载体在螺旋盘管内产生与主流方向相垂直的二次回流的现象，给出了螺旋盘管中热载体的截面温度分布。最后采用区域法对载热体燃油加热炉辐射室的辐射传热进行了分析，建立了综合描述炉内各种过程的数学模型，利用数值方法求解，得出辐射室内烟气温度分布、管壁温度分布、炉顶和炉底的温度分布、炉管表面热强度分布和管内热载体的温度分布。     

清除焦油加工中管式炉结焦的蒸汽—空气清焦法

多年来,焦油加工主要设备管式炉结焦,已成为生产中一大难题,它不仅影响管壁与流体的传热,达不到二段出口温度,且使炉膛温度超标,炉管受高温变形,还会使泵后压力升高,缩短管道及泵体的使用寿命。因此,解决此难题已成为燃眉之急,蒸汽—空气清焦法在我厂的应用,为焦化行业走出了一条新路。一、炉管结焦的原因及现象 1.炉管结焦的原因: (1)炉管受热不匀,火焰直扑炉管,     

延迟焦化炉的优化操作

采用 PM695 红外热像仪,针对延迟焦化装置的焦化炉进行了红外监测,通过测量炉管外壁温度,来判断其内壁结焦情况和炉膛温度场分布规律,及时进行烧焦(除焦)和调整火咀火焰大小,使炉膛温度分布均匀,降低炉膛高温区温度,达到控制炉管内壁结焦速度、延长焦化炉寿命;减少燃料消耗,提高加热效率.     

波纹内翅片管外水的冻结特性实验研究

通过测量管内低温气体、管壁温度分布及冰层图相,分析了波纹内翅片管管内传热热阻、管壁温度和冰层增长的变化特性。结果表明:内翅片管管内传热阻仅为光管的6.65%,由管壁至管内低温气体的热流量大大增加,因此,管外冰层增长速度在距入口250 mm和500 mm处分别约为光管的4.2倍和1.7倍。冰层热阻占整个耦合传热总热阻的比例更大,以至于管外冰层热阻的增加引起管壁和管内气体温度的降低。由于内翅片管管内低温气体沿轴向温升更大,使其冰层厚度沿轴向斜率远大于光管。     

甲烷水蒸气重整制氢反应及其影响因素的数值分析

本文通过建立包含动量、能量、质量以及化学反应的多物理场耦合数值模型, 以多孔介质模型表征催化剂层, 对工业转化炉管中的甲烷水蒸气重整制氢过程进行了详细分析。计算得到了转化炉管内甲烷重整过程反应物及产物气体的速度、温度及浓度场分布, 以此分析了甲烷重整制氢过程的反应特性, 并阐明了转化炉管的壁面温度、原料气入口水碳比以及入口速度对甲烷转化率的影响。结果表明:水蒸气重整在转化炉管的入口区域反应迅速, 沿着气体流动方向, 反应速率由于反应物浓度的不断降低而减小, 导致混合气体流动速度和温度也逐渐趋于稳定;水碳比和转化管壁面温度的增加以及原料气体入口流速的降低, 都会提高甲烷的转化率。本文所得到的结论对于优化实际生产中甲烷水蒸气重整制氢反应的工况条件具有一定的参考和借鉴意义。