EGSB反应器布水装置进水方向对内部流场的影响

针对传统厌氧膨胀颗粒污泥床( EGSB,expanded granular sludge blanket)反应器布水装置进水不均匀、搅拌不充分 以及存在较大死区等缺点,提出周向进水的布水方式,采用欧拉一欧拉模型建立EGSB反应器内两相流计算流体力学模 型,模拟常规布水装置与周向进水装置下反应器的流动状态;通过改变进水管头数量来控制进水流速,模拟不同进水流 速下反应器内部流场的流动状态。模拟结果表明周向进水反应器具有更好的泥水混合效果和更高的膨胀床层,周向进 水结构能够达到搅拌目的的最小流速为0.555 m/s。周向旋流式进水方式较传统轴向布水方式能使反应器内介质更充 分混合,增加泥水接触面积,提供更有利于生化反应的流态。     

带导流管的喷动流化床流体力学特性的研究

本文研究对带导流管喷动流化床内的湍流气固两相流的流体力学特性,实验测定导流管安装高度、喷动气速和床层高度对床层压降的影响;并对不同操作条件下喷动流化床内的流场进行二维非稳态的数值模拟计算,模拟结果与实验数据吻和较好.     

3300 m3大型气升式环流反应器数值研究

针对目前机械搅拌餐厨垃圾厌氧发酵罐存在搅拌能耗高、流场混合效果差等问题,课题组提出了气升式环流反应器。采用FLUENT软件对大型气升式环流反应器内气液两相流流场进行数值模拟,研究导流筒直径的变化对反应器内流场、气相体积分数和循环液速的影响。模拟结果表明：反应器内介质形成循环流动时,导流筒内侧沿壁处出现区域小面积环流。改变导流筒的直径及高度对反应器内气相体积分数影响较小,当导流筒直径为2.5～2.9 m或导流筒高度为15.2～15.8 m时,反应器内液体速率较大,环流效果较好。增大表观气速,反应器内气相体积分数和液体速率均有所增大。文中研究为大型环流反应器的结构优化提供参考。     

裂解汽油加氢脱噻吩中二段反应器入口温度的影响

以工业生产的实际数据对实验关联的噻吩加氢脱硫表观反应动力学方程加以修正,得出反应动力学方程:r=6.935×1-0 12exp-45 054RTp1.H 42p0.T h83。研究了等温条件下温度对噻吩加氢的影响,并对二段反应器中实际温度的测定曲线进行了模拟比较。结果表明:温度是噻吩脱除反应的关键因素,入口温度应随着床层绝热温升的下降而逐步提高。     

管壳型二甲醚合成反应器的二维数学模型

以CO加氢、CO2加氢合成甲醇和甲醇脱水生成二甲醚反应为关键反应,CO、CO2和二甲醚为关键组分,建立了管壳型二甲醚合成反应器的二维数学模型,用二维正交配置法求得催化床内各组分浓度和床层温度随轴向和径向分布,模拟计算了反应器的操作性能。结果表明:操作压力、入塔气量对催化床轴向温度分布有较大影响,反应进口温度对反应影响不大,径向温度差基本在2~4°C,径向浓度差一般不超过0.1%。     

热管式甲醇制氢反应器温度分布的模拟研究

选用单速率反应动力学模型,基于Fluent软件建立热管式甲醇制氢反应器模型,对反应器内部温度的分布进行 了数值模拟。并研究了进口气体温度对反应器床层温度分布和甲醇转化率的影响。结果表明：将热管应用于甲醇制氢 反应器中可以改善反应器床层温度分布的均匀性;在一定范围内提高进口气体温度有利于床层温度的均布和甲醇的转 化率的提高。     

纳米TiO_2的流化床渗氮反应

研究了气固流化床中T iO2渗氮反应的工艺条件。通过小型冷模实验比较了不同气速下包裹型纳米T iO2床层的流化状态和膨胀情况,依据流化情况选择了操作空速;通过热模实验在不同反应温度、反应时间、反应气体等工艺条件下进行了渗氮反应,测试了产品T iO2-xNx对SO2的气相降解率,并进行了XRD,UV-V is分析,据此得到较佳的反应温度为400°C、而反应时间与气体组成对反应的影响不大,并根据XPS结果推测了渗氮机理。     

反应蒸馏塔内催化剂不同装填方式的液固传质效率

采用苯甲酸颗粒-水-空气系统,进行了气液两相逆流状态下的传质实验,获得了规整装填和散堆装填两种不同装填方式对液固传质系数的影响。分析得出在载点以下的操作范围内,气液逆流反应蒸馏塔内液相雷诺数的变化对传质影响较大,气相雷诺数的影响则不明显;并且散堆装填的液固接触效率明显好于规整装填,两者效率之比为1.72倍,并采用液固接触效率关联了传质Sherw ood数,得到了如下关联结果:Sh/S c1/3=4.651.1R e0.L 245。     

大颗粒气固流化床内两相流动的CFD模拟

采用欧拉双流体模型和颗粒动力学方法,数值模拟了大颗粒流化床在不同密度、布风装置及曳力模型情况下的气固两相流动,考察了大颗粒流化床流化和流动特点,颗粒体积分率分布,床层压力瞬时变化,床层碰撞比,以及颗粒速度径向和空隙率轴向分布规律.研究结果表明,与直型布风板流化床比较,凹型布风板流化床内的气泡产生快,颗粒横向运动能力强;随着颗粒密度的增大,其在凹型布风板流化床边壁处的速度比中心位置处减小的快;比较3种曳力模型,发现其模拟的轴向空隙率分布和床层压力存在较大差异,且与床层膨胀比实验关联式相比,3种模型预测的值比实验关联式要大一些.通过研究,3个曳力模型中Gidaspow模型相对适用于大颗粒气固流化床的数值模拟.     

CO2法膨胀工艺对全配方叶丝质量的影响研究

通过对经CO2法膨胀处理的全配方叶丝的研究.其结果表明经CO2法膨胀处理的全配方叶丝耐加工能力较常规制丝叶丝要差一些,但其膨胀效果较好,填充能力较强,主要表现为整丝率降低,碎丝率增加,填充值得到大幅提升,膨胀率较高,感官质量有所改善,其香气特性变化不大,香气量稍显偏淡;烟气特性有所改善;口感特性改善较大.     

甲醇重整微槽道反应器的性能

为了解决燃料电池系统的稳定氢源问题,研制了一种新型的甲醇重整微槽道反应器加工工艺方法。通过电火花加工技术在合金片上加工出平行的槽道,然后通过扩散焊将十多层的合金片焊接在一起,再通过溶胶-凝胶方法将催化剂涂层负载到微槽道反应器的内壁上。微槽道反应器的整体尺寸为40 mm×40 mm×8 mm。考察了催化剂涂层的配比、反应温度、水醇比、进料速度、反应时间对甲醇重整微槽道反应器性能的影响。结果表明:当反应温度、进料速度、水醇摩尔比分别为282°C、6 cm3/h、1.3时,该微槽道反应器的氢气产率可满足11W燃料电池的需要。     

正十六烷加氢的异构反应动力学

在连续微反装置中,氢气分压9.0 M Pa,体积空速(LHSV)0.6~3-h 1条件下,以正十六烷为模型化合物评价了两种催化剂的加氢异构性能。研究了不同催化剂的正十六烷加氢异构反应动力学,并建立了相应的反应网络。研究结果表明:在两种不同助剂和载体的催化剂A、B作用下正十六烷的加氢异构反应网络不同,催化剂B的反应活性和异构产物的选择性较催化剂A高,更有利于生产高质量的润滑油基础油。     

草酸二甲酯加氢Cu/SiO_2催化剂前体的研究

分别以碳酸铵和氨水为沉淀剂,硅溶胶为载体,采用沉淀沉积法制备了Cu/SiO2(wCu=0.20)催化剂。其中以氨水为沉淀剂通过均匀蒸氨沉淀沉积法制得的催化剂具有较高的草酸二甲酯加氢活性。通过XRD、FT-IR、热重(TG)等分析,证实了催化剂前体是一种具有矿物硅孔雀石结构的物质,它具有较高的热稳定性和低温催化活性。通过热分析和不同焙烧温度对催化剂活性的影响,得出具有硅孔雀石结构的催化剂前体在450°C焙烧后进行还原,具有较高的活性组分分散度和Cu2O含量,因而对草酸二甲酯加氢反应有较高的活性。     

甲醇水蒸气重整微型反应器催化剂涂层的研究

为解决燃料电池氢源问题,针对甲醇水蒸气重整微型反应器,研究了一种新的催化剂涂层技术。结果表明:催化剂涂层与金属基体结合紧密,具有较高的比表面积。当温度为293°C,空速为4.14-h 1时,在环状微反型器中,测得甲醇的转化率为88.2%,未发现副产物甲酸甲酯、甲醛。100 h的连续实验结果表明该涂层催化剂活性在反应开始40 h之后基本保持稳定。     

水蒸气钝化裂化催化剂工艺条件的探讨

对共Y-15裂化催化剂在模拟工业条件下进行了不同温度、压力和时间的水蒸气处理,考察了其钝化效果,将高温水蒸气的钝化效果与锑钝化剂的钝化效果进行了比较.结果表明,前者的钝化效果优于后者;经高温水蒸气钝化后的裂化催化剂能在微活性不显著降低的前提下,使氢气产率、焦炭产率显著降低.     

喷动流化床内颗粒团聚结构与分布规律研究

为揭示湍动流化过程中颗粒团聚的基本结构，课题组基于矩形喷动流化床对B类颗粒进行试验研究。该实验平台利用控制变量法分析了操作条件、颗粒性质和沿层高度对团聚现象的影响，并提出以颗粒团聚分率来量化颗粒团聚程度。结果表明：床内分别出现了倒U形、U形、环核型、带状和网状5种典型的颗粒团聚结构；颗粒团聚分率随静止床高、颗粒直径的增加而增大；固定总表观气速，增大喷动气速，团聚分率呈现先减小后增大趋势；增大喷口宽度，团聚分率呈现出“S”型变化趋势；其沿床高则表现出先减小后增大的趋势。该研究对应用湍动流化气固流动结构的工业生产过程提供了实验依据。     

新型超临界水氧化反应器的设计

针对超临界水氧化反应器因应力腐蚀和盐析产生的设备损害问题,研发了一种新型夹套式釜式反应器。反应器主要由内筒、外筒和内筒固定板组成,并在内筒装填了吸附材料。反应器的内筒材质选用316L不锈钢,名义厚度为4mm,许用外压最大为2.3MPa;外筒材料选用304不锈钢,名义厚度为24mm,在温度575℃下的许用应力为79MPa。反应器内装填的吸附材料为活性硅,可以对反应过程中产生的无机盐进行吸附脱盐。该反应器可以避免应力腐蚀的产生,同时减少了无机盐在反应器内壁的析出和附着,避免了无机盐沉积引起的管道堵塞,从而保证设备的长期安全运行,延长反应器的使用寿命。     

对苯二甲酸的加氢精制过程 Ⅱ.不同粒度催化剂上4-CBA表观加氢动力学

对Pd/AC催化剂上对苯二甲酸(TA)加氢精制过程中的对羧基苯甲醛(4-CBA)加氢反应进行了研究。考察了氢分压、反应温度、催化剂颗粒大小对4-CBA消逝速率的影响,结果表明:在高于0.35 M Pa时,氢分压对4-CBA加氢反应速率的影响很小,而温度和催化剂粒度大小对加氢反应的影响显著。同时,工业条件下的TA加氢精制过程存在着严重的内外扩散。采用幂函数动力学模型方程利用M atlab拟合得到了不同粒度催化剂上的表观动力学方程。     

锥形分布板结构对流化床流动特性的影响

针对目前特殊分布板流化床实验测试技术的局限性及数据的不完全性,建立二维流化床欧拉一欧拉双流体模型, 采用标准K-8湍流模型对锥形非均匀分布板流化床进行数值模拟计算。结果表明：锥形（八形）分布板流化床风速分布 不均匀,在高风速区,高速气流携带固体颗粒以气泡形式自下而上运动,在低风速区,固体颗粒在自身重力作用下缓慢下 降,从而形成循环运动;在相同进口速度条件下,随着分布板倾斜角度的增加,锥形分布板流化床内气泡直径、固体颗粒 速度及床层膨胀高度都增加,流化床内气固混合特性得到了加强。综合考虑固体颗粒体积分数与速度,选择分布板倾斜 角度在20 -300之间较为合适。     

液固磁稳定床流动特性数值模拟

磁稳定床因其兼具了固定床和流化床的优点,在石油化工、生物化工和环境工程等领域已显出很大的优越性.磁稳定床由于流动的复杂性,仅依赖试验手段获取的宏观流体力学特性已经不能满足工业放大的需要.本文建立了描述液固两相流磁稳定床的数学模型.通过数值模拟的方法,研究了不同操作条件下液、固相速度分布.模拟结果表明,在不同表观液速下,局部固含率径向分布模拟值与试验值吻合较好.