固定床吸附过程浓度分布方程的实际应用

本文介绍了固定床吸附过程浓度分布方程及其数学解,以及浓度分布方程在离子交换柱树脂层高度设计计算中的应用,并阐述在给定离子交换设备条件下,树脂的有效利用程度的计算。     

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。     

固定床反应器的压降及其对组分浓度的影响

本文讨论了固定床反应器的设计计算中,用厄根方程考虑床层压降的两种简化处理,分别用于恒密度情况和变密度情况,提出了压强的变化对组分浓度的影响及其关联式。     

固定床反应器内气体预分布器研究

研究了直径1 000 mm,高3 000 mm的固定床冷模装置中气体预分布器对反应器内气流分布的影响。结果表明:气体分布器可改变床层内气流流形并使径向气流的速度分布趋于均匀;随着表观气速的增加,反应器内气流的不均匀程度增加;分布器的环隙高度在一定的范围可使反应器内气流的不均匀程度相对较好。应用计算流体力学软件CFX对固定床反应器内的流场进行模拟计算,并与大型冷模试验测试结果进行比较,模型计算值和冷模试验测量值吻合较好。     

固定床内错流传热——-I. 床层的温度分布

对固定床中流体与换热管呈错流流动的传热进行了实验研究，并以二维传热模型进行模拟. 比较模拟结果与实验测得数据得到如下结论：错流传热影响区域主要在换热管的后方，在前方几乎没有影响；错流传热过程与流体流动方向密切相关，热量传递顺流体流动方向进行，逆流动方向几乎不发生热量传递；随着Reynolds数增大，等温线范围变窄，被加热区宽度变小. 拟合关联得到了壁给热系数hw和床层有效导热系数 b的关系式：hwDP/ f=14.77+0.058 RepPr, b/ f=15.14+0.296RepPr.     

固定床内错流传热——I.床层的温度分布

对固定床中流体与换热管呈错流流动的传热进行了实验研究,并以二维传热模型进行模拟.比较模拟结果与实验测得数据得到如下结论:错流传热影响区域主要在换热管的后方,在前方几乎没有影响;错流传热过程与流体流动方向密切相关,热量传递顺流体流动方向进行,逆流动方向几乎不发生热量传递;随着Reynolds数增大,等温线范围变窄,被加热区宽度变小.拟合关联得到了壁给热系数hw和床层有效导热系数lb的关系式:hwDP/lf=14.77+0.058RePr,l/l=15.14+0.296RePr.     

固定床电化学反应器研究(Ⅰ)床层内电势分布的实验测定

建立了测定固定床电化学反应器床层内电势分布的实验装置,由计算机采样测定了床层内的电势分布,并将实验结果与文献中的模型计算结果进行了比较,证明了文献所建立的反应器模型和模型方程求解方法的正确性.在不同操作模式下用实验方法考察了各因素对床层内电势分布的影响.     

固定床电化学反应器研究(Ⅰ)床层内电势分布的实验测定

建立了测定固定床电化学反应器床层内电势分布的实验装置,由计算机采样测定了床层内的电势分布,并将实验结果与文献中的模型计算结果进行了比较,证明了文献所建立的反应器模型和模型方程求解方法的正确性.在不同操作模式下用实验方法考察了各因素对床层内电势分布的影响.     

离心型径向固定床分气流道内局部动量交换系数

针对离心型径向固定床气体流道内变质量流动特点,在一套冷模实验装置上,分别采取Π型和Z型操作模式,测量并分析了两气流道内压力分布,发现分气流道内的压力沿气体轴向流动方向呈增加趋势,集气流道与之相反。根据颗粒床层压降分布不均匀度和采用Ergun方程求得的径向气速轴向分布,发现离心Π型均略优于离心Z型。通过对气流道内微元控制体进行流量和动量衡算,由颗粒床层径向气速轴向分布可依次得到分气和集气流道内气速、局部动量交换系数计算方程。相较于集气流道,分气流道内动量交换系数对压力测量误差的敏感度较小。分气流道中,整体动量系数几乎不随操作模式、气体流量和轴向位置发生变化;而局部动量交换系数仅是流速比u/u0的函数,随流速比增大先降低后保持稳定。根据实验结果,回归得到的分气流道局部动量交换系数计算方程的误差在11%以内,有望为气流道内局部压力计算和结构优化设计提供参考。     

某电厂凝结水精处理混床下布水板损坏分析

某电厂2×1 000 MW新建机组,凝结水100%通过精处理,精处理再生方式为高塔法。在调试过程中发现,1#机组凝结水精处理系统1#混床下布水板损坏,针对该问题,进行了原因分析及比较,并最终予以解决。诱发该问题的原因相对较隐蔽,因此问题的分析及解决具有一定的借鉴意义。     

Nonlinear recursive feedback control for the regulation of substrate concentration in a fixed bed bioreactor

In this work, a recursive nonlinear feedback control law for the regulation of the outlet substrate concentration for a fixed bed bioreactor with immobilized biomass is designed. The control algorithm is based on a reduced order model related with ordinary differential equations and only made use of a discrete substrate outlet concentration for its implementation. It is shown that the proposed control algorithm is robust against disturbances in the input substrate concentration. The performance of the proposed regulation scheme is illustrated by means of numerical simulations. © 1999 Society of Chemical Industry     

数学模型在固定床反应器中的应用

化学反应器是整个化工生产过程的核心装置，其中固定床反应器是应用较为广泛的反应设备，建立能准确描述其特性的数学模型，不但可以给反应器设计和最优化操作提供理论依据，更减少了工作量。实现其优化操作，具有重要意义。主要介绍了固定床反应器中各种吸附过程数学模型的建立及其相应解法。     

固定床错流流动和传热耦合的数值模拟

引入对流项和黏性项的流动模型和传热模型耦合,对内置传热管构件的固定床错流传热进行了研究,获得了床层温度分布,并与文献实验数据进行比较:计算值与文献实验值基本一致,表明模型能正确描述床层的温度分布。然后在不同的三角形和正方形排列方式情况下,研究了床层内在多圆管管间及周边的温度分布,结果表明:错流传热与流体流动方向密切相关,床层被加热的区域在加热管二侧,管壁附近和床层加热管前方,这些区域出现了较宽的被加热区;采用三角形排列方式,与采用正方形排列方式相比,强化了床层内的对流传热,使得床层内温度分布更趋于均匀。     

蒽醌法流化床与固定床的发展趋势

综述了国内外蒽醌法流化床与固定床催化剂的研究进展,并且重点介绍了它们的优点和缺点,总结出各种因素对镍催化剂和钯催化剂催化氢化性能的影响,同时单独介绍了蒽醌加氢催化剂在选择性、活性等方面的内容。还介绍了氢化反应器的特点和研究进展,并进行了比较。在详细比较了流化床与固定床生产技术优缺点的基础上,总结出流化床相比于固定床技术具有生产成本低、蒽醌降解少、催化剂利用率高、氢效高等优点。与此同时,简单介绍了蒽醌法流化床和固定床反应器应用方面相互比较的数据,得出流化床在大规模装置生产方面具有明显优势。最后指出蒽醌法流化床技术将取代固定床技术成为国内蒽醌法的发展方向;同时展望了未来蒽醌法的发展趋势,并提出目前研究的难点、重点及发展建议。     

固定床生物油气化反应数学模拟

生物油气化对提高生物质能利用和保护环境具有重要意义。生物油气化选择乙酸、丙酮、丙三醇、苯酚、糠醛组成的混合物作为生物油模型物,在固定床圆柱形管式反应器进行气化模拟,用吉布斯自由能最小化法对其水蒸气催化重整制氢过程进行热力学分析。应用热动力学方程和质量平衡原理推算反应器模型,估算了反应热力学参数,通过Aspen Plus中的Gibbs反应器模拟生物油在不同温度下产物的平衡组成,计算出化学平衡体系的摩尔定压热容,利用Runge-Kutta法结合Matlab软件进行求解得出催化剂床层气化转化率;考察了反应温度对平衡时气体产物的影响。在固定床圆柱形管式反应器进行气化模拟实验,得出不同反应温度时反应产物气体产率和生物油气化反应较佳反应温度,通过比较得出实验结果与模拟计算值较一致。     

铜基催化剂结构对烯醛滴流床和固定鼓泡床加氢效果的影响

采用共沉淀法制备了不同组成的铜硅、铜铬和铜锌复合氧化物催化剂。利用X射线衍射（XRD）、氢气程序升温还原（H2-TPR）、氮气物理吸附（BET）和正丁胺电位滴定法等测试手段对制备的铜基复合氧化物催化剂的物化性质和孔结构进行了表征。考察了3种不同组成的铜基复合氧化物催化剂在滴流床和固定鼓泡床反应器中催化2-丙基-2-庚烯醛加氢的效果。结果表明：3种铜基复合氧化物催化剂的铜晶粒大小、表面酸碱性差异与催化2-丙基-2-庚烯醛加氢性能未呈现任何正向相关关系;具有丰富大孔的催化剂采用固定鼓泡床反应器催化烯醛加氢的效果优于采用滴流床反应器。     

Treatment of ammonium fluoride solutions in a semicontinuous fixed bed process

A new process for the removal of fluoride from effluents containing ammonium fluoride is described. The defluoridation is based upon the reaction of the NH₄F solution with coarse calcite particles. The special technical importance of this reaction is that the limestone grains are almost completely converted to calcium fluoride without losing their shape and size. A sludge-free process is thus possible, and the CaF2 produced can be sold as a substitute for fluorspar. A semicontinuous fixed bed of limestone particles can reduce the fluoride content by about 95–98% in a single pass. After the recovery of CO₂ and NH₃ by distillation, the fluoride concentration can be reduced further to 10–20 parts/10⁶ by acidification of the solution and repeated treatments in two secondary limestone columns.