立式径向流吸附器的仿真模拟与安全设计研究

发布时间：2021-12-22 01:34

　　立式径向流吸附器具有占地面积小、床层压降低等诸多优点更适合空分设备的大型化发展趋势,但是由于其结构特点往往存在径向气流分布不均的问题,制约了吸附与解吸的效率,甚至引发空分系统的安全事故,因此,研究吸附器气流均布的影响因素,优化吸附器结构参数,以提高立式径向流吸附器的效率,确保空分设备的运行安全,是本文的主要研究内容,具体包括:（1）研究了吸附过程中传质、传热对气流均布的影响,建立了H₂O与CO₂双组分气体在活性氧化铝和分子筛上的竞争吸附二维非稳态数值模型,运用线性驱动力（LDF）方程来描述气体与吸附剂的传质过程,采用多组分Realistic interactive Langmuir-BET（R-LBET）方程描述双组分气体在活性氧化铝和分子筛吸附剂中的吸附平衡。研究表明本文建立的计算模型能够较好地描述空气在吸附床内的传热传质过程;（2）建立了立式径向流吸附器相对完整的轴对称模型,该模型充分考虑了导流器、球冠形封头、无孔区域等结构对吸附器的影响。通过加入一种呼吸阀有效解决解吸过程中的顶部“死区”问题,即由于无孔区域的存在,吸附器顶部流速较小,难... 

【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

空气分离系统流程简图

(c) 立式径向流吸附器图 1.2 三种不同结构的吸附器[13].3 (a)所示，立式径向流吸附器的吸附剂装填在三层同心圆多孔筒之间，（活性氧化铝），中间层和内层装填分子筛，三层多孔筒悬挂在吸附器顶发展，立式径向流吸附器的高度较大，导致孔筒以及吸附剂重量不断加

(a) 立式径向流吸附器局部示意图 (b) 顶部放大示意图图 1.3 立式径向流吸附器顶部示意图[14]分子筛吸附器除了分子筛吸附层，一般在外层还会设置一层活性氧化铝吸附层用来吸附气中的水蒸气。如表1.1所示，吸附过程中，由于水蒸气在活性氧化铝中的吸附热 (48557.6 J/m远高于二氧化碳的吸附热 (33488.0 J/mol)，所以外层的活性氧化铝层先吸附空气中的水分，

【参考文献】：
期刊论文
[1]四大工业气体巨头洗牌[J]. 谢文华.  中国石油企业. 2016(10)
[2]空分设备用立式径向流吸附器的发展[J]. 郑汉英,林秀娜,夏红丽.  杭氧科技. 2015 (03)
[3]关于立式径向流吸附器具体结构的讨论[J]. 潘明,吴一峰,阮利程,王波.  低温与特气. 2015(04)
[4]径向流吸附器布气系统结构对布气效果的影响[J]. 王浩宇,刘应书,孟宇.  工程科学学报. 2015(01)
[5]径向流空气纯化器内流场的模拟与分析[J]. 唐忠利,徐明杨,张俊.  天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2016(03)
[6]径向流吸附器流体流动特性及其结构参数优化[J]. 陈瑶,张学军,陆军亮,邱利民,张小斌,孙大明,甘智华.  化工学报. 2014(09)
[7]空分设备中吸附器结构型式的设计应用[J]. 裴红珍.  低温与特气. 2013(03)
[8]空分用立式径向流分子筛吸附器数值模拟[J]. 张学军,王晓蕾,陆军亮,邱利民,张小斌.  工程热物理学报. 2013(05)
[9]空分用立式径向流双层吸附床吸附性能研究[J]. 王晓蕾,张学军,陆军亮,陈瑶.  低温工程. 2013(01)
[10]立式径向流吸附器中流体均布的理论分析[J]. 陆军亮,张学军,邱利民,王晓蕾.  化工学报. 2012(S2)

博士论文
[1]变压吸附制氧径向流吸附器内变质量流动研究[D]. 王浩宇.北京科技大学 2017
[2]径向流吸附器内流体流动机理研究[D]. 陆军亮.浙江大学 2014

硕士论文
[1]径向流空气纯化器气流均布的数值仿真与研究[D]. 黄罡.华中科技大学 2009



本文编号：3545537