沉淀法制备体相Ni-Mo型催化剂过程中添加PEG的作用研究

采用沉淀法制备Ni-Mo催化剂前驱体,添加聚乙二醇(PEG)对其进行改性,经干燥、成型、焙烧制得Ni-Mo催化剂,采用XRD、BET分析、SEM等方法对催化剂进行了表征,并以西太平洋催化柴油为原料,考察了添加PEG对催化剂的加氢脱硫(HDS)反应性能的影响。结果表明,PEG的添加,可改善催化剂的结构和表面性质,随着PEG用量的增加,催化剂的孔体积、比表面积和孔径也逐渐增大,而活性组分分散度先增加后减少。PEG的添加,可以提高非负载型Ni-Mo催化剂的加氢脱硫活性,对催化剂物相组成方面没有影响。     

水热处理对体相加氢催化剂活性的影响

体相催化剂经水热处理后,催化剂孔结构发生了改变,孔容、孔径和比表面积增加。采用小型加氢装置加工处理不同超深度脱硫难度的柴油原料,对水热处理后的催化剂进行超深度加氢脱硫活性评价。评价结果表明,体相催化剂经水热处理后,提高体相催化剂的超深度加氢脱硫活性和芳烃饱和性能,加工处理超深度脱硫难度大的劣质柴油时,加氢活性提高更加明显。以直馏柴油为原料,在相同工艺条件下,精制油中硫含量小于10μg/g时,对比没经水热处理的催化剂,水热处理后催化剂的反应温度降低了5℃。而以催化柴油为原料,在相同工艺条件下,精制油中硫含量小于10μg/g时,水热处理后催化剂的反应温度比水热处理前的反应温度降低了13℃。水热处理后的体相催化剂具有良好的活性稳定性。     

基于CFX的多腔回转炉中催化剂颗粒加热的数值模拟

采用计算流体动力学软件CFX研究多腔回转炉中催化剂颗粒的加热过程,预测物料在高温段的驻留时间,计算炉内物料、空气和炉壳的轴向温度分布及炉内热量分配. 结果表明,将空气进口速度增大至2.5倍,驻留时间缩短至0.978倍,多腔回转炉消耗的电能增大至1.918倍,电能消耗主要由炉外壁向外散热转变为空气升温吸热;将物料进口速度增大至5倍,驻留时间缩短至0.193倍,多腔回转炉消耗的电能增大至2.047倍,电能消耗主要由炉外壁向外界散热转变为物料升温吸热;将多腔回转炉的热传导系数增大至4倍,驻留时间延长至1.007倍,多腔回转炉消耗的电能增大至1.147倍,电能消耗主要是炉壳外壁向外界散热. 降低空气进口速度、适当减小催化剂进口速度和提高炉壳热传导系数对多腔回转炉的设计至关重要. 模拟的炉壳温度与测量数据在规律和数值上都符合较好.     

体相催化剂级配技术中催化剂装填研究

在小型加氢反应装置上进行了体相催化剂级配装填技术的研究,结果表明,原料油中二次加工油质量掺炼比从38％提高到70％,体相催化剂体积装填比例从25％提高到43％,可以加工生产超低硫柴油产品.当反应器氢气压力为6.4 MPa时,体相催化剂装填在反应器中部的超深度加氢脱硫活性好于其装填在反应器下部,氢气压力为9.2 MPa时...     

FTX体相柴油超深度加氢脱硫催化剂的研制

通过对催化剂制备过程和制备条件的考察,制备出高活性W-Mo-Ni 活性金属体系的FTX体相柴油超深度加氢脱硫催化剂,采用BET、XRD、SEM和TEM等方法对催化剂进行表征。结果表明,FTX催化剂具有适宜的比表面积和孔容,活性金属组分负载量高,分散均匀,活性中心数量高。在200 mL小型加氢装置上评价结果表明,该催化剂具有良好的深度加氢脱硫性能,可生产满足欧Ⅴ排放标准的清洁柴油,尤其用于加工处理劣质柴油时表现出优异的加氢活性,应用范围广,已成功应用在中国石化扬子石油化工有限公司全馏分加氢处理装置上。     

具有无定型载体的加氢催化剂

正本发明涉及到有无定型载体和一种或多种活性金属的催化剂。无定型载体可能包括载体材料和无定型载体改性剂,改性剂调节载体材料的酸度。在无定型催化剂制备时,后-合成处理,即煅烧,可以用于调节催化剂性能,即转化醋酸成乙醇的     

SCR蜂窝状脱硝催化剂磨损数值模拟研究

催化剂磨损是引起SCR催化剂失效的主要原因之一。基于计算流体力学软件对催化剂端面和孔壁磨损进行数值模拟研究,讨论了催化剂孔径大小、多层布置间距、孔道堵塞对催化剂磨损的影响。结果表明,催化剂孔径大小对催化剂端面磨损率影响不大,与孔壁磨损率呈反比;催化剂多层布置时,第二层催化剂的端面磨损率随布置间距的增加先增加后保持不变,而孔壁磨损率先减小后维持不变;当催化剂孔道堵塞时,堵塞孔附近孔的外壁面磨损加剧,导致孔壁磨损率明显增加,而端面磨损率变化不大,因此在工程实际运行中,应避免催化剂的堵塞。     

SCR蜂窝状脱硝催化剂磨损数值模拟研究

催化剂磨损是引起SCR催化剂失效的主要原因之一。基于计算流体力学软件对催化剂端面和孔壁磨损进行数值模拟研究,讨论了催化剂孔径大小、多层布置间距、孔道堵塞对催化剂磨损的影响。结果表明,催化剂孔径大小对催化剂端面磨损率影响不大,与孔壁磨损率呈反比;催化剂多层布置时,第二层催化剂的端面磨损率随布置间距的增加先增加后保持不变,而孔壁磨损率先减小后维持不变;当催化剂孔道堵塞时,堵塞孔附近孔的外壁面磨损加剧,导致孔壁磨损率明显增加,而端面磨损率变化不大,因此在工程实际运行中,应避免催化剂的堵塞。     

蜂窝状水凝胶吸附床传热传质特性数值模拟及验证

对PAM-LiCl水凝胶复合吸附剂进行了吸附特性实验研究,基于D-A方程拟合其特性曲线,建立了该凝胶蜂窝吸附床的三维数学模型,用COMSOL软件完成了吸附床干燥/湿润工况下的动态吸/脱附过程模拟,结合实验完成该数学模型的验证,最终实现吸附床结构的优化。研究表明,蜂窝结构大幅提升了吸附床的吸/脱附性能。吸附速率与蜂窝传质通道的孔隙度呈正相关;总吸水量先增大后减小,当孔隙度为20%时,总吸水量最大。吸附床的吸附量随吸附床厚度的增大而降低。当空气流速低于3.6 m/s时,提高空气流速能显著增强吸附床的吸附性能。蜂窝吸附床解吸性能良好,在60℃ & RH10%的热空气中可实现完全解吸。     

Numerical simulation of the transient temperature distribution inside moving particles

This work is devoted to the two‐dimensional (2D) numerical simulation of heat and fluid flow by granular mixing in a horizontally rotating kiln. The heat and fluid flow in the gas phase are solved directly using a fixed Eulerian grid. At the same time, the particle dynamics and their collisions are solved on a Lagrangian grid. The no‐slip boundary condition on the particle surface is implemented using the fictitious boundary method. The heat transfer inside the particles is calculated utilising two models: the first is the direct solution of the energy conservation equation in Lagrangian and Eulerian space and the second is the so‐called linear model, which assumes a homogeneous distribution of the temperature inside each particle. Numerical simulations showed that if the thermal diffusivity of the gas phase significantly exceeds the same parameter of the particles, the linear model over‐predicts the heating rate of the particles. The analysis of the time‐averaged flow field inside the kiln showed that in the gas phase a double vortex structure is formed which increases the convective heat transfer in the upper part of the particulate bed. The influence of the particle size, the angular velocity of the drum and the fluid on the heating rates of particles is studied and discussed.     

选择性催化还原蜂窝状催化剂内流动特性的多尺度模拟

为提高选择性催化还原(SCR)脱硝反应器内催化剂的脱硝效率和使用寿命,从细观和宏观两个角度对SCR脱硝反应器的流动特性多尺度数值进行研究。在细观层面研究了不同高度的催化剂层产生的阻力随进口速度的变化,并计算得到阻力关系式。宏观层面,基于阻力关系式,计算出催化剂宏观结构数值模拟所需的粘性阻力系数和惯性阻力系数,对反应器内的流动特性进行数值模拟,并将其结果与实验数据对比,最大误差为8.6%。将关系式应用于具有不同结构(蜂窝状和斜板状)催化剂的脱硝反应器中,计算结果与文献值趋势基本一致,最大误差为12.9%。     

气固两相流内中空多孔催化剂性能的数值模拟

气固流态化过程中流体和颗粒分别聚集,形成稀密两相,严重限制其传质效率和反应速率的提高。针对此问题,本工作设计了一种中空多孔结构的催化剂颗粒,通过模拟方法研究该颗粒对稀密两相气相传质与反应的影响,及其在稀密相间转换的时间尺度。结果表明,一定的流动强度时,在颗粒稀密相转换的时间尺度内,中空多孔结构的颗粒能够有效地在稀相存储反应气体,并在密相释放,为密相提供额外的反应气体,增强体系的整体反应效率。当催化反应速率高于传质速率时,在所研究的流动条件下中空多孔颗粒体系的反应效率比实心球形颗粒体系高出26.92%~29.55%。可以预见在稀密相分布更广的大型气固流化床反应器中,中空多孔结构的催化剂颗粒能够更为有效地提高反应器的整体效率。     

水热管等温特性的数值模拟分析

为了研究水热管内腔里的温度均匀性,进行了水热管内腔的温度场和速度场的数值模拟。建立了包括管壁、吸液芯及内腔里的液体水和水蒸气3个耦合传热区域的水热管数理模型,采用VOF模型对水热管内部的流动与传热传质过程进行了数值模拟分析,得到了水热管稳定运行时的温度场和速度场分布,并探讨了加热温度、加热段长度和充液量等参数对热管内腔温度场分布的影响规律,计算结果与实验结果的对比结果表明两者能够较好吻合。本文研究结果可为水热管的设计、运行和改进提供理论依据和参考。     

醋化反应器节能的数值模拟

针对特殊的醋化反应体系,在现有的醋化反应器传热条件基础上,采用数学模型计算并预测提升冷冻盐水温度的可行性。计算结果表明,将冷冻盐水的温度由-46℃提升至-30℃时,对温升曲线及峰值温度的影响可满足生产需求,并进一步由工业试验结果验证了模型的精度。     

超重力法制备醛加氢铜锌基催化剂

采用超重力法制备醛加氢铜锌基催化剂,通过BET、XRD和SEM对催化剂进行表征,以丁醛和辛烯醛为原料,考察催化剂活性。结果表明,反应压力、热点温度和氢醛体积比相同的条件下,空速提高约14%时,超重力法制备的醛加氢铜锌基催化剂与参比剂活性相当,1 500 h内,醛转化率和产物选择性稳定,均高于98%,热点位移平缓。     

波纹板式换热器的数值模拟

以波纹板式换热器作为研究对象,通过流体力学(CFD)软件,对波纹板内、外流体流动进行了数值模拟研究。板内流体流动研究表明,流体在板内流动时存在流动死区,在这些区域里传热效果很差,导致板壁面出现热点。板间烟气流动研究表明,板片的凹凸波纹结构,起到了强化烟气侧传热的作用,其中凸波纹的作用要明显优于凹波纹,同时波纹板片式换热器的凹波纹区域存在一定的烟气脱体现象。该数值模拟研究结果对提高波纹板式燃气热水器的换热效率有一定的指导意义。     

一次表面换热器瞬态响应特性的数值模拟

根据一次表面热交换器（PSHE）的结构和流动特点，利用能量守恒定律，导出它的瞬态温度变化物理模型和数学方程式.研究工作流体温度和流量发生阶跃变化时PSHE出口温度的响应特性，分析指出一次表面换热器板片各几何参数以及通道形状对其温度响应特性的影响次序是：板片厚度δ最强，宽度W和数目n次之，波纹通道形状最弱.比较研究表明，由于PSHE的固体壁面时间常数远小于板翅式和管壳式换热器，因此这种轻质结构换热器的响应特性明显优于常规热交换器，非常适用于那些要求工况经常变动、能够提供的场地和空间又十分有限的化工联合装置.     

一种新型受热面传热和流动特性的数值模拟及实验研究

针对余热利用过程中低温热源的含尘量高、不连续及不稳定等特点, 提出了一种新型菱形受热面结构。在传热过程中, 该受热面表现出管束叉排布置的特征, 传热过能力较强, 流动阻力较大, 壳侧对流换热表面传热系数较高。在实施吹灰过程中, 该受热面呈现出管束顺排布置的特征, 易清洗, 吹灰效率高。采用数值模拟和实验方法研究了新型受热面结构的传热和流动特性, 给出了壳侧的Nusselt数和摩擦因子随Reynolds数的变化规律。实验结果和数值分析均表明, 该受热面能够适应现有余热利用过程的基本要求, 在便于清灰和除垢的同时实现高效传热。