甲烷化固定床反應(yīng)器床層反應(yīng)過(guò)程與場(chǎng)分布數(shù)值模擬

【摘要】：以甲烷化固定床反應(yīng)器床層為研究對(duì)象,使用CFD軟件編寫(xiě)CEL語(yǔ)言,將甲烷化反應(yīng)以源項(xiàng)的形式添加到模擬過(guò)程中,對(duì)比多孔介質(zhì)模型與填充球床模型模擬的準(zhǔn)確性,選擇填充球床模型進(jìn)行模擬,獲得了床層的速度場(chǎng)、組分濃度以及溫度場(chǎng)分布。研究結(jié)果表明:與填充球床模型比較,由于多孔介質(zhì)模型簡(jiǎn)化了內(nèi)部的孔隙結(jié)構(gòu),使用其對(duì)固定床反應(yīng)器進(jìn)行模擬時(shí)存在較大誤差,其中出口溫度模擬值比實(shí)測(cè)值低13.6%;固定床的壁效應(yīng)使近壁面處10%的圓環(huán)面積上通過(guò)20%的質(zhì)量流量,進(jìn)而顯著影響床層內(nèi)部場(chǎng)的分布;床層內(nèi)部軸向溫升顯著,從250℃升高到685℃,同時(shí)徑向溫度分布不均,變化范圍在20~40℃內(nèi)波動(dòng)。 【作者單位】： 新疆大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院煤炭清潔轉(zhuǎn)化與化工過(guò)程自治區(qū)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【關(guān)鍵詞】： 甲烷化 固定床 填充球床 場(chǎng)分布 壁效應(yīng) CFD 數(shù)值模擬
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(21366032)~~
【分類號(hào)】：TQ052
【正文快照】： 引言甲烷化固定床反應(yīng)器是整個(gè)煤制天然氣項(xiàng)目中的關(guān)鍵設(shè)備。在固定床床層中,催化劑顆粒隨機(jī)均勻地分布,其內(nèi)部流道異常復(fù)雜,流動(dòng)具有彎曲性、不均勻性和隨機(jī)性等特點(diǎn)[1]。又因?yàn)榧淄榛础せW(xué)報(bào)第66卷應(yīng)是一個(gè)強(qiáng)放熱反應(yīng),據(jù)估算,CO甲烷化反應(yīng)每轉(zhuǎn)化1%體積的CO氣體的絕熱升

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