湍动浆态床流体力学研究(Ⅲ)垂直列管内构件的影响

浆态床反应器内部往往安装有密集的竖直列管换热内构件,有关列管束对流场分布的影响还少有研究。本文在Φ500 mm×5000 mm的大型冷模实验装置中测定了安装不同密度列管束时的速度分布和气含率分布。实验表明,列管的存在一方面会显著提高浆料轴向速度,促进大尺度流体循环,另一方面也抑制了液体与气泡的径向湍动,使速度和气含率的径向分布更不均匀,造成液体与气体轴向返混加剧,增大了有列管束的浆态床反应器的放大风险。在低气速湍动鼓泡条件下,列管加入造成的“烟囱效应”将更为显著。     

湍动浆态床流体力学研究(Ⅳ)带垂直列管束的浆态床流体力学模型与模拟

工业浆态床反应器一般都安装有密集的换热列管,列管束的存在使得速度和气含率的径向分布趋于陡峭,形成“烟囱效应”,目前对此还缺乏合适的流体力学模型进行定量描述.本文提出两点新思路以解决列管束的模拟问题:一是将密集列管束的影响作为体积源项而不是边界条件来考虑,在标准k-ε方程中增加与列管阻力相关的动量源、湍动源、耗散源本构关...     

湍动浆态床流体力学研究(Ⅴ)-带多层水平网格的浆态床流体力学模型

水平布置的多层筛网是最简单的阻尼型内构件,用于改善流动分布。在安装多层筛网的?500×5000鼓泡塔冷模装置中进行了流速分布与气含率分布测定。实验表明,网格型内构件可以有效抑制塔中心区过快上升的流速,改善其分布。网孔越小,流动阻尼效果越明显,同时平均气含率也会有所增大。提出了与列管内构件相似的一维流体力学模型,将网格内构件对流体的阻尼效果作为体积源来考虑,湍流耗散方程中的参数值c3=1.0,c4=1.3与列管束内构件略有不同。模型计算与实验数据符合良好,能够定量描述网格型阻尼内构件对流场的影响。     

湍动浆态床流体力学研究（Ⅰ）气含率及其分布规律

对高气速、高固含率、大塔径条件下的湍动浆态床平均气含率和气含率径向分布进行了实验测定,结合工业实验数据,归纳出可用于工业条件的气含率计算关联式,给出了简化的流体力学模型用于气含率分布的模拟。结果表明,浆态床气含率将随塔径增加而降低,固含率与塔径之间存在交互影响;同时,气含率的径向分布也随气速和塔径的增大而改变,存在明显的放大效应,简化模型能够较好地模拟实验结果。     

多级鼓泡塔内液体速度分布的实验研究

液体循环流动是多级鼓泡塔重要流体力学特征之一,文中在内径为282 mm,高2000 mm的鼓泡塔内,采用不同类型的筛板将普通鼓泡塔分割成双级气液鼓泡塔.采用Pavlov管测液速的方法考察了不同筛板、不同表观气速下该鼓泡塔中上下二侧的液体速度分布.根据实验结果得出了液体速度在塔中心处最大,且与表观气速有关,随着表观气速的...     

气液及气液固三相浆态鼓泡塔的气相轴向返混系数

气液及气液固三相浆态鼓泡塔的气相轴向返混系数宋同贵，赵玉龙，苏晓丽，张碧江（中国科学院山西煤炭化学研究所，煤转化国家重点实验室，太原０３０００１）关键词：气液鼓泡塔，浆态鼓泡塔，气相轴向返混１前言在鼓泡塔反应器的设计、放大及数学模拟中，气相轴向返混系...     

Sasol的浆态床FT合成技术

本文论述了Ｓａｓｏｌ浆态床ＦＴ合成技术的开发背景、过程开发和反应器放大、工艺流程、产品质量等内容，探讨了Ｓａｓｏｌ浆态床ＦＴ合成技术的优越性和发展前景。     

浆态床FT合成反应器的工程放大

基于Rheinpreussen-Koppers示范装置和Sasol的浆态床Fischer-Tropsch(FT)合成反应器工程放大实践.指出针对目前使用的Fe催化剂而育,浆态床FT合成的总包反应过程以反应控制为主,为浆态床FT合成反应器的放大提供了有利因数.当量直径放大概念在Rheinpreussen-Koppers示范装置的成功应用,为浆态床FT合成反应器的放大和生产能力的扩大提供了实践的基础.Sasol浆态床FT合成反应器的工程放大成功是以其雄厚的固定流化床FT合成反应器的技术为基础的.简介了国内浆态床FT合成技术的工业化研究进展.     

浆态床内颗粒浓度分布的研究

1 前言浆态床内固体颗粒可以是反应物、生成物、固体催化剂或催化剂载体。固体颗粒的大小和浓度分布与其他流体力学因素相互作用,可以改变过程的传质、传热性能,进而影响反应的转化率和选择性。尤其是对强放热催化反应,作为催化剂的固体颗粒,其浓度分布不同,造成了反应器内各处反应速率的差异,从而引起各处不同的温度效应,结果导致反应速率的更大差异。Serpemen 和 Deckwer 对 F—T 合成、CO 甲烷化和丁炔二醇加氢过程中催化剂分布对转化率影响的分析,证明在设计反应器时必须考虑固体颗粒浓度分布。     

浆态鼓泡床新型锐孔分布器气含率分布

在空气-水系统中,应用双头电导探针法,测量了采用新型锐孔分布器时浆态鼓泡床中气含率的轴向分布和径向分布规律,考察了表观气速、分隔板和液体循环等因索对床层气舍率分布的影响.结果表明,在实验范围内,气含率随轴向高度的增加而增加,表观气速较大时,主体区径向气含率分布比较均匀;气含率随表观气速的增加几乎成直线上升;加入分隔板,局部气含率增大且分布均匀.在主体区,对多组实验数据进行回归分析,得出了不同表观气速下气含率分布的关联式,关联式计算值与实验值吻合良好.     

鼓泡浆态反应器的传热研究

在内径为98 mm 的鼓泡浆态反应器内,研究了浸没表面与浆液之间的传热特性。在实验的条件下,模拟了浆态床 F—T 合成的操作。三相体系为氮气-液体石腊-石英砂所组成。实验中考察了不同因素对传热模系数的影响。采用95组实验数据进行关联,建立了新的传热模系数关联式:h/u_GρC_P=0.179[(u_G)~3ρ/ug]~(-0.25)(C_Pu/k)~(-0.66)该方程适用于气—液两相体系及小粒子三相浆态体系。     

美国能源部的浆态床F—T合成技术

浆态床Ｆ－Ｔ合成技术是美国能源部Ｆ－Ｔ合成技术的主要开发项目。本文就浆态相Ｆ－Ｔ合成催化剂的开发、中试示范实验和浆态反应器的化工基础研究作一扼要的介绍。     

循环浆态床气体停留时间分布的研究

研究了循环浆态床气流段的气流量和液体循环量对气体停留时间分布的影响。实验结果表明,减小气流量或者增加液体循环量,气体返混程度变大,气体平均停留时间增长。建立模型模拟循环浆态床气流段气体停留时间分布,得到停留时间分布密度函数和物料分率p与射流相似准数Ct和气液动量比准数Cr的关联式。从关联式看出,气液动量比准数Cr越小,物料分率p越大,表明循环液体流量越大,气体停留时间分布越接近于全混流。这一结论与实验结果相符。     

浆态床鼓泡反应器(SBCR)的研究进展

文章综述了浆态床鼓泡反应器的研究进展。主要介绍了浆态床鼓泡反应器中流型、相含率、气泡动力学等流体力学特性以及操作条件对流体力学特性的影响,并对浆态床鼓泡反应器的发展提出展望。     

气液鼓泡塔内液体速度分布的测定

鼓泡塔作为一种常见的多相反应器,其中液体速度分布的研究一直是热点。本次实验选用用鼓泡塔高约5.5m,塔径0.5m。利用Pavlov管技术,在不同的操作条件下,我们对于塔不同截面处的液体速度分布进行了测定。实验表明,塔内液速分布呈半抛物线状。在无因次径向位置0.6-0.8左右处,液体速度方向发生改变。而影响转折点位置的主要因素是气相表观速度。     

浆态床鼓泡反应器中气含率的分布

为了解浆态床鼓泡反应器中气含率的分布规律,在浆态床鼓泡反应器冷模试验装置中,以空气-液体石蜡-氧化铝微球为试验介质对装置内部的气含率进行研究。利用压差法研究了表观气速、浆液固含量等操作条件对反应器床层总体气含率的影响,利用光纤探针法研究了浆态床反应器不同操作条件对局部气含率的影响,总结了反应器内部气含率的分布规律,并由此对工业浆态床鼓泡反应器的设计进行了研究。结果表明:浆态床反应器的总体气含率随表观气速的增大而增大,固体细颗粒的加入能适当降低总体气含率;在反应器底部,分布器对气体的均布作用明显,但表观气速的增大能够弱化分布器的作用;在反应器的中上部气含率不受分布器的影响,沿反应器径向呈现"中间高,边缘低"的分布趋势;在工业费托浆态床中,表观气速不宜低于0.12 m/s,内过滤系统适宜设置于反应器中上部靠近器壁的位置。     

再分布板和径向挡板对淤浆鼓泡床流体力学特性的影响

研究了在以空气-水-石英砂为实验体系的淤浆鼓泡床中加入内构件?再分布板和径向挡板对床层气含率和固含率的影响,并与不加内构件的情况进行了对比. 实验结果表明,再分布板可明显提高床层的平均气含率,且开孔孔径越小,作用越显著;但径向挡板的作用不明显;再分布板和径向挡板均可改善气含率和固含率的轴向分布,且不会大幅度增加压降. 通过对Smith关联式进行修正,得到了带有再分布板的淤浆鼓泡床中床层平均气含率的经验关联式.     

Studies on hydrodynamics of turbulent slurry bubble column（Ⅲ）Effect of vertical pipe bundles

浆态床反应器内部往往安装有密集的竖直列管换热内构件,有关列管束对流场分布的影响还少有研究。本文在Φ500 mm×5000 mm的大型冷模实验装置中测定了安装不同密度列管束时的速度分布和气含率分布。实验表明,列管的存在一方面会显著提高浆料轴向速度,促进大尺度流体循环,另一方面也抑制了液体与气泡的径向湍动,使速度和气含率的径向分布更不均匀,造成液体与气体轴向返混加剧,增大了有列管束的浆态床反应器的放大风险。在低气速湍动鼓泡条件下,列管加入造成的“烟囱效应”将更为显著。     

美国能源部的浆态床F－T合成技术

浆态床Ｆ－Ｔ合成技术是美国能源部Ｆ－Ｔ合成技术的主要开发项目。本文就浆态相Ｆ－Ｔ合成催化剂的开发、中试示范实验和浆态反应器的化工基础研究作一扼要的介绍。     

浆态鼓泡床反应器气液传质特性的研究进展

本文总结了有关浆态鼓泡床反应器气液传质特性的研究成果。详细地阐述了主要影响因素如系统压力、温度、气体表观气速、液体性质,固体浓度及其物性等对传质特性的影响,并对浆态鼓泡床传质模型进行了归纳介绍,最后对反应器未来的研究方向进行了预测。