列管反应器中环形分布器内流体均布的探讨

利用动量守恒原理,推导出列管反应器中环形分布器内流体流动的修正动量方程,并在与前人实验结果比较和分析的基础上,提出了与环形分布管相适应的分流和合流动量交换系数式。研究结果表明,环形分布器内流体流动符合变质量流动规律,可采用环形分布器修正动量方程描述分流和集流的静压变化;通过直管分布器实验获得的动量交换系数对环形流道分布器也是适用的,其计算值与实验值的相对误差小于10%,可满足工程设计要求。     

列管反应器改进结构环形分布器内变质量流动的数值分析

环形分布器是实现载热体在列管式固定床反应器壳程均匀流动的重要部件。采用计算流体力学方法对丙烯氧化反应器壳程熔盐在改进结构型式(即椭圆扩张型进口,进口处两侧分别设置呈45°的导流挡板,挡板上均匀分布小孔,不均匀的开孔方式)的环形分布器内的变质量流动进行了模拟研究,分析了环形分布器内的速度及静压分布规律,并与传统型式环形分布器进行对比,并考察了出口分布孔数目及进口熔盐流量对均布效果的影响。通过计算发现,改进结构的分布器均布特性优于传统结构;优选24个分布孔能够满足流体均布的要求,且分布孔达到36,流体均布情况基本稳定;减小进口熔盐流速,进口区域速度及静压波动较小,减小了进口能量损耗,有利于流体均布。     

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。     

环形分布器的流场分析

环形分布器是改善列管式固定床反应器壳程流体均布性能的重要构件。文中采用实验和数值模拟相结合的方法对环形分布器的流体流动特性进行了研究,分析了影响环形分布器流体均匀分配的基本因素,提出了3种改善环形分布器流场均布性能的手段,为优化环形分布器的结构参数和操作参数提供参考和帮助。     

双列叶片式气体分布器内流场的CFD模拟

应用计算流体力学软件FLUENT,模拟填料塔中双列叶片式气体分布器内流体的流动状态.对计算后流场的分析表明所得结果基本与实际情况相符合.这为双列叶片式气体分布器的设计、放大提供了一种快捷、有效的方法.     

甲烷化固定床反应器床层反应过程与场分布数值模拟

以甲烷化固定床反应器床层为研究对象,使用CFD软件编写CEL语言,将甲烷化反应以源项的形式添加到模拟过程中,对比多孔介质模型与填充球床模型模拟的准确性,选择填充球床模型进行模拟,获得了床层的速度场、组分浓度以及温度场分布。研究结果表明:与填充球床模型比较,由于多孔介质模型简化了内部的孔隙结构,使用其对固定床反应器进行模拟时存在较大误差,其中出口温度模拟值比实测值低13.6%;固定床的壁效应使近壁面处10%的圆环面积上通过20%的质量流量,进而显著影响床层内部场的分布;床层内部轴向温升显著,从250℃ 升高到 685℃,同时径向温度分布不均,变化范围在20～40℃内波动。     

列管式固定床反应器模拟与设计进展

<正> 一、前言 传统的固定床设计一般假定工业多管反应器的实际操作条件与单管实验反应器的操作条件相同,这个假定只对热载体完全均匀分布的并流反应器适用。但在实际的操作系统中,管与管之间的相互作用对过程的总效率以及冷却剂经壳程的泵送成本有很大的影响,而且,单管因其在管束中的位置不同而导     

管式固定床反应器柱状颗粒床层流体流动模拟与实验研究

针对管式固定床反应器内管束数量多、规模大等特点,选取单个管束作为特征结构。对装填不同直径柱状颗粒的管束,采用程序坐标定位的方法,建立柱状颗粒床层的物理模型。采用DEM与CFD联合数值仿真方法,探究反应管内径与柱状颗粒的等比表面积球当量直径之比(管径比Di/dp)对柱状颗粒床层流体流动的影响,并建立单管固定床反应器试验台,采用差压测试方法进行实验研究。结果表明,当Di/dp由5.37增至12.75时,床层空隙率和流体分布均匀性均得到改善,壁面效应的影响由床层中心减弱到管壁。基于数值模拟及实验结果对Di/dp=12.75的柱状颗粒床层进行床层压降Ergun公式常系数修正,CFD模拟计算的结果与拟合公式吻合较好。研究结果能为固定床反应器压降预测提供参考。     

环形通道内变质量流动的压强分布（上）

流体在不环形通道内流动并同时沿周向均匀地分流与合流，对于某些大型化工设备，特别是涉及强放热化学反应的固定床反应器的正常操作是至关重要。本文首次利用动量矩定理从理论上推出了环形通道内的变质量流动的压强分布规律，并通过实验测定了模型参数，为环形通道内开孔的周向分布提供必要的理论基础。     

轴向流固定床内流场的数值模拟与实验验证

The computational fluid dynamics model with porosity and drag coefficient was used to describe fluid flow in an axial flow fixed bed according to the characteristics of fluid flow in the fixed-bed of the reactor. The commercial computational fluid dynamics (CFD) code CFX was used to simulate the flow field in the axial flow fixed bed. The simulation predictions are in good agreement with experimental results of a large cold model. The influence of gas distributor on the flow field in the axial flow fixed bed was studied. A suitable gas distributor was used to attain less than 0.06 kPa radial pressure difference and less than 5.2% radial velocity difference in fixed bed.     

并流列管反应器冷却介质的流动与均布

建立了并流列管反应器管外冷却介质流动的计算模型,对不同直径反应器分流室、集流室中流体压力分布、分布板上小孔分布以及环隙孔孔径进行了研究。结果表明:随着反应器直径增大,分流室、集流室中流体压降增大,分布板上环隙孔孔径减小。过小的环隙孔间隙成为反应器加工和装配的瓶颈。增大反应器分流室和集流室高度,对反应器中心进行不布管,可降低反应器分流室和集流室中流体压降,增大分布板上环隙孔间隙。对直径较大的反应器,可同时采用在反应器中心进行不布管以及增大反应器分流室和集流室高度的方法来降低分流室和集流室中流体压降,使分布板上环形孔间隙不致过小。     

列管式固定床反应器管束间单相流动与传热的CFD研究

为研究列管式固定床反应器壳程内换热介质的流动与传热特性,采用数值模拟的方法求解得到壳程流体速度与温度分布场.模拟结果受湍流模型影响,将壳程传热膜系数和压降的CFD模拟结果与经验方法结果进行比较后选择偏差最小的realizable k-ε湍流模型.模拟结果显示换热介质在反应器壳程内的流动与传热分布不均匀,折流板前背部存在漩涡和传热死区,错流区和折流板缺口区的传热效果较好.为验证CFD模拟结果的可靠性,将不同传热量和进口流量条件下的模拟结果与经验方法结果进行比较,偏差在可接受范围内.     

合成氨生产中固定层反应器阻力降分析及降阻措施

阻力降是固定层反应器的重要参数,低阻力降的反应器是工程设计的努力方向,对节能降耗具有重要的意义.通过分析阻力降影响因素,结合变换反应器、甲醇合成反应器、氨合成反应器设计,提出可行的降低床层阻力降的措施,并在工业生产中得到很好的应用.     

加氢反应器气液分配盘数值模拟

以加氢反应器UOC(Union Oil Company)型气液分配盘为对象,利用计算流体力学(CFD)方法对分配盘内的气液两相流动进行了研究。根据某工厂数据确定了分配盘的几何尺寸,应用原油和氢气为介质,使用群体平衡模型(PBM)等多种计算模型进行计算。计算结果表明,UOC型气液分配盘是依据分配盘上单个分配器的内外压力差作为动力,氢气与原油在分配器内外进行充分的碰撞,达到混合及分配效果。原油通过分配盘后以多个点状峰值状态存在,分配器存在中心聚集现象,消除分配器的中心汇聚现象为其结构改进的主要方向。     

固定床反应器中直接法合成甲基氯硅烷

在固定床反应器中,对不同反应压力下直接法合成甲基氯硅烷的原料氯甲烷及硅粉的转化率进行了研究。采用氯原子守恒的方法计算氯甲烷的转化率,并提出对反应后固体残留物进行热解重量分析(TGA)得到硅粉平均转化率的新测量方法。研究表明,在相同反应压力下,原料氯甲烷的转化率和副产物甲基三氯硅烷的选择性随反应时间的变化具有相同趋势。在一定压力范围内,氯甲烷和硅粉的平均转化率均随反应压力的升高而提高,提高反应压力有助于优化反应过程。     

On-Line Prediction of a Fixed-Bed Reactor Using K-L Expansion and Neural Networks

An on-line prediction scheme combining the Karhunen-Love expansion and a recurrent neural network for a wall-cooled fixed-bed reactor is presented.Benzene oxidation in a pilotscale,single tube fixed-bed reactor is chosen as a working system and a pseudo-homogeneous twodimensional model is used to generate simulation data to investigate the prediction scheme presentedunder randomly changing operating conditions.The scheme consisting of the K-L expansion andneural network performs satisfactorily for on-line prediction of reaction yield and bed temperatures.     

基于颗粒直径大小对环形空间携屑影响的数值模拟

钻井是开发石油资源一个非常重要的环节和技术手段,井中岩屑易在井眼底部形成岩屑床,导致下钻遇阻、蹩泵甚至卡钻,因此岩屑运移机理的研究对钻井作业来说至关重要。通过对现场实际情况的调研,得到井下上返颗粒的直径范围,进行数值模拟。运用Solid Works对井下环形空间进行建模与装配,得到井下环形空间的三维模型。使用软件建立井下环形空间的简化模型,通过应用FLUENT中动网格部分的UDF编写成功地实现了钻杆的旋转。运用FLUENT数字模拟软件,通过对流体非定常流的数值模拟,对岩屑在环形空间的运移规律进行研究,模拟条件更加接近实际情况,结果更加精确,可以为钻井井眼清洁工作提供科学参考。     

滴流床反应器气液分布器CFD模拟

以溢流型滴流床反应器进口气液分布器为研究对象,利用计算流体力学方法(CFD)进行分布器的分析及开发。研究结果显示,对于大气液比、低喷淋密度的反应系统,在相同液层高度条件下,管内的气相流速显著影响过孔液速,气速较大时,液体过孔流速也相对较大。同时由于液量偏少,液体容易形成中心汇流,且难以向溢流方向的垂直方向扩散。采用双层碎流结构后能使液体在整个截面分布更均匀。     

环管式反应器中亚甲基蓝的光催化降解反应

采用环管式反应器,以Degussa P25为光催化剂和亚甲基蓝染料为代表性污染物,测定了20℃时亚甲基蓝在P25上的吸附,采用Langmuir等温吸附模型来拟合该实验数据;并测试了反应器中的紫外光分布,同时考察了P25颗粒剂量和空气流量对该三相鼓泡淤浆床反应器中液相光催化降解反应的影响.实验结果表明,最佳的P25光催化剂颗粒和空气流量分别为0.5g/L和800mL/min.     

环形分布器气体的流动及气流均布

采用激光多普勒技术测量了装有整流环的环形分布器中的流场 ,发现整流环外侧环形通道内存在大量循环气流 ,并呈变质量流动状态 ;整流环内侧环形通道中 ,循环流动基本消失 ,但仍存在较大的脉动速度 ,靠近内环射流孔处气体均匀径向流动为主。利用压力排管研究了整流环开孔率和开孔方式对均布效果的影响 ,发现通过调整整流环周向开孔率可以实现内环射流流量均布。在本实验范围内 ,整流环的使用可以降低环形分布器的能量损失。