循环流化床合成气甲烷化过程模拟及影响因素分析

以甲烷化循环流化床反应器为研究对象,采用计算颗粒流体力学(CPFD)方法,耦合了甲烷化反应动力学模型,实现了甲烷化在循环流化床中的反应过程。将模拟结果同文献中的实验数据进行了对比验证,获得了反应器的内部流场、温度场以及组分浓度分布。数值模拟研究了不同操作条件对甲烷化特性的影响规律。结果表明:催化剂颗粒在反应器内的流化行为对反应影响显著,反应器提升管固体密相区是反应进行的主要区域;通过提高反应压力和H2/CO(物质的量之比),降低空速,可以提高CO转化率和CH4收率。     

高通量循环流化床2种返料系统气固流动特性数值模拟

采用计算颗粒流体力学(CPFD)方法在直径0.5 m、高8.5 m的高通量循环流化床物理模型上,对分别采用U型和N型返料阀的全回路进行气固流动特性数值模拟研究。对比分析了不同工况下提升管颗粒浓度、物料循环流率和压差梯度分布等,并以此评价返料器的工作性能。循环物料为B类颗粒,初始床料量M_p为380～665 kg。在提升管底部以均匀进气的方式通入流速为1.5～5.5 m/s的空气。结果表明:在采用相同流通面积的U型和N型返料阀的全回路流动中,后者的提升管颗粒浓度更高;在M_p为600 kg时,N型阀最大返料流率为1 220.85 kg/(m~2·s),而U型阀仅能达到904.37 kg/(m~2·s);N型阀设计更满足高通量循环要求,操作弹性大且物料循环稳定。