基于多孔介质模型的滴流床内液相分布特性的研究

发布时间：2020-07-28 17:11

【摘要】：滴流床反应器普遍被应用在石油炼制、石油化工、以及废水净化等过程中,用来分离有机污染物。滴流床催化剂床层内的液相分布均匀性是影响其反应效率和可靠性的主要因素,也是滴流床结构和运行参数优化的关键指标。本文将滴流床内的催化剂床层等效为固体颗粒堆积的多孔介质,从而利用多孔介质模型对催化剂固定床层内的气液两相流动进行了数值模拟,获得了在不同催化剂颗粒直径、分流器结构及液相流率条件下滴流床内的液相体积分数的分布云图。在此基础上,本文将液相体积分数的均方差作为滴流床各截面内液相偏流度的评价指标,以实现对滴流床液相分布均匀性的量化评价,并与实验结果进行了比较。结果表明,颗粒直径较小时,颗粒间的间隙较小,粒子间隙的毛细管力较大,促进了液体的分散并阻碍了局部液体流路的形成,因此偏流度值相对较小,液相分布均匀性较好。此外,当入口流量较大时,液相的流动速度增大,液固两相间的冲突加剧,增大了液相在径向上的分散速度,从而改善了液相的分布均匀性。分流器结构对液相分布均匀性的影响与流量的影响相似,相同条件下采用单孔入口时液相的流动速度增大,因而偏流度较小,分布均匀性较好。本文通过数值模拟和实验的比较对滴流床内颗粒直径、入口流量以及分流器结构对液相分布的影响规律进行了研究,可为滴流床反应器的结构和运行参数优化提供一定的理论和数据支持。
【学位授予单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ051.1
【图文】：

加氢裂化,操作过程

善人类的生存环境需要减少能源的耗费和能显著降低污染物的排放，这也成为石油常用加氢裂化的方法来分炼石油，是指在在催化剂的影响下使重质油产生较为复杂气燃料、轻柴油等）或者是轻质油（轻质程主要目的是为了产生密度小、燃烧热值能够避免焦炭的产生，亦可以去掉里边的氢和催化裂化两个过程的结合，操作过一步的净化。这一过程有分解杂质的效率应器也因为具有造价低、结构简单等优点中。除此之外，固定床反应器也被大量应化工生产中的应用也逐步扩大。所以对固内整个流程的机理乃至处理工程放大当力学的理论作用之一就是可用来提高整

气液相,速度关系,流型

图 1-2 流型与气液相速度关系图[27]Relationship between flow pattern and velocity of gas-小时，液相在固体催化剂的表面产生滞流的程叫作“滴流状”。气相速度加大，催化剂在曳力的作用下，部分液体形成雾滴状漂浮气体是连续相。，如果持续增加气体的速度，此时床层上部，中间过渡部分的流动是两者交替并存。续增加，就会连续呈现脉冲状，而且会弥漫速度和频率也不会改变。而若液相速度增大在特定的规律。

滴流床反应器,立管,催化剂床层

本文是以理论分析为依据，采用数值模拟的方法来研究。1.4 滴流床反应器内构件当前国内使用比较普遍的反应器模型通常采取图1-4所示的布局：气液相直接入口和气液相分流装置的催化剂床层；气体从帽罩底部的立管进入到床层，而液相则是由立管上端开的孔进入到立管内，进而进入催化剂床层。这类气液分配盘构造较为简单，但液相和气相只有沿着轴向流动的相分布，较难产生较为平均的气、液相之间互相混合的分布。

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