天然气非催化部分氧化烧嘴端面传热过程研究
发布时间：2021-01-15 08:35
在天然气非催化部分氧化过程中,烧嘴是关键的核心部件之一,烧嘴使用寿命是影响天然气非催化部分氧化生产效率和经济利益的重要影响因素之一。本文通过热模实验和数值模拟研究了天然气非催化部分氧化烧嘴端面传热过程,为高负荷比天然气转化烧嘴的设计和应用提供了理论基础。热模实验表明在敞开空间中当氧/天然气比例一定时气流速度的增加将使得火焰辐射传热量减小,此时烧嘴端面传热量下降;而在封闭炉膛空间中,氧/天然气比一定时气流速度的增加将使得气体回流速度提升,对流传热量增加,其占总传热量的比例也逐渐提升,因而烧嘴端面传热量逐渐上升。氧/天然气比的提升使得燃烧温度升高,但在敞开空间中提升氧/天然气比的同时增加了氧气速度,使得烧嘴端面呈现先增大后减小的趋势;在封闭炉膛空间中氧/天然气比的增加将使得烧嘴端面传热量持续增加,但该变化幅度将随着氧/天然气比的增大而逐渐减小。CO2的通入氧气通道时将影响反应路径和传热过程,由O2+H为主的反应转化为CO2+H为主的反应,同时提升了对火焰辐射有阻碍作用的多原子气体的含量,因此在随着氧气中CO2含量的增加,烧嘴端面传热量将产生突变式的下降。通过建立天然气非催化部分氧化传热模型...
【文章来源】：华东理工大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１天然气蒸汽二段转化技术工艺流程图??Ｆｉｇ．?２．１?Ｐｒｏｃｅｓｓ?ｆｌｏｗ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｔｗｏ?ｓｔａｇｅｓ?ｒｅｆｏｒｍｅｒ??
图２．２非催化部分氧化炉内特征分区??Ｆｉｇ．?２．２?Ｆｌｏｗ?ｐａｔｔｅｒｎｓ?ｉｎ?ｔｈｅ?ＮＣ－ＰＯＸ?ｒｅａｃｔｏｒ??
华东理工大学硕士学位论文?第５面??＿?ＯｘｆｆｊｇｅｎＭｒ??￥ｗ６Ｍｉ）ｃｋ?Ｈ?：丨．．．??ａｎｄ?ｔｔｅａ？ｎ?１—??Ａ??／＼?［＼?（．＇ｏｍｈｔｔｉｔｋＨｉ??／ｙ?Ｍ?＼Ｖ?＾?ｃｈａｗｉＨｅｆ??ｍｉｍｎｍｉｎｍ?ｃ？ｉａｉ？Ｍ??■?Ｓ＞ｉＫｂ〇ｉ４？??图２．３自热转化反应器示意图??Ｆｉｇ．?２．３?Ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ＡＴＲ?ｒｅａｃｔｏｒ??２．１．４二氧化碳转化技术??二氧化碳转化技术（Ｄｒｙ?Ｒｅｆｏｒｍｉｎｇ，?ＤＲＭ）又被称为干转化技术，是指天然气与Ｃ〇２??反应产生合成气的过程。此生产过程需要外加热量，但要求的生产温度较低，可以在８００°Ｃ??以下进行反应，在常压条件下，其生产的Ｈ２／ＣＯ的比例在１左右［１６］。??Ｃ〇２转化技术的优点在于该技术能够有效实现Ｃ０２的利用，达到节能减排的目的，??同时该技术消耗的水蒸气较低，适用于缺水的地区。目前该技术尚未完全实现工业化生??产，其存在的主要问题在于副反应容易产生积碳使得催化剂失活，而该技术选择的催化??剂主要为过渡金属，在实际生产过程中都比较昂贵，因此该技术在实际工程生产中的应??用还需要更进一步的研宄［１７］。??２．１．５催化部分氧化技术??催化部分氧化技术（Ｃａｔａｌｙｔｉｃ?ｐａｒｔｉａｌ?ｏｘｉｄａｔｉｏｎ，?ＣＰＯＸ）是天然气和氧气的混合气体??在催化剂的作用下产生合成气的技术，整个过程轻微放热，反应条件温和，产物气体屮??Ｈ２／ＣＯ的比例接近２：１，非常适合于后续生产甲醇、二甲醚等高级醇和烃类物质Ｍｌ。??催化部分氧化技术尚未实现工业化的生产，Ｈ前其研宄方向主要集中在催化剂性能??的考察和制备
【参考文献】：
期刊论文
[1]“一带一路”新形势下新疆石油和化学工业发展的若干思考[J]. 黄晟,何雨初,李振宇. 化工进展. 2019(01)
[2]焦炉气制乙二醇工艺技术方案优化和经济性分析[J]. 周敬林,王煊,吴艳,贺鑫平,屈艳莉,陈斌. 化学工程. 2018(11)
[3]Review on active thermal protection and its heat transfer for airbreathing hypersonic vehicles[J]. Yinhai ZHU,Wei PENG,Ruina XU,Peixue JIANG. Chinese Journal of Aeronautics. 2018(10)
[4]壳牌气化炉粉煤烧嘴损坏原因分析[J]. 康思乐. 山西化工. 2018(02)
[5]甲烷/氧气层流同轴射流扩散火焰OH*自由基的数值研究[J]. 何磊,龚岩,郭庆华,胡翀赫,于广锁. 光谱学与光谱分析. 2018(03)
[6]国家能源局制定2018年能源工作指导意见[J]. 中国核电. 2018(01)
[7]GSP气化炉水冷壁以渣抗渣煤质适应性研究[J]. 蔡力宏,吴跃,杨磊,井云环,罗春桃. 现代化工. 2017(12)
[8]矩形通道超临界再生冷却技术研究综述[J]. 袁鑫,寇志海,赵国昌,李彬彬,曾文,李广超. 飞航导弹. 2017(05)
[9]氧化剂含氧浓度对甲烷反扩散火焰光谱特性影响实验研究[J]. 王宝璐,额日其太,李挺. 推进技术. 2017(04)
[10]天然气蒸汽转化制氢装置节能降耗技术改造[J]. 闫龙. 天然气化工（C1化学与化工）. 2016(03)
硕士论文
[1]气膜冷却流动与传热特性的数值模拟[D]. 刘建红.东北电力大学 2007
[2]天然气扩散燃烧炭黑生成及与火焰辐射和NOX排放相互作用研究[D]. 宋在乐.上海交通大学 2007
本文编号：2978593
【文章来源】：华东理工大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１天然气蒸汽二段转化技术工艺流程图??Ｆｉｇ．?２．１?Ｐｒｏｃｅｓｓ?ｆｌｏｗ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｔｗｏ?ｓｔａｇｅｓ?ｒｅｆｏｒｍｅｒ??
图２．２非催化部分氧化炉内特征分区??Ｆｉｇ．?２．２?Ｆｌｏｗ?ｐａｔｔｅｒｎｓ?ｉｎ?ｔｈｅ?ＮＣ－ＰＯＸ?ｒｅａｃｔｏｒ??
华东理工大学硕士学位论文?第５面??＿?ＯｘｆｆｊｇｅｎＭｒ??￥ｗ６Ｍｉ）ｃｋ?Ｈ?：丨．．．??ａｎｄ?ｔｔｅａ？ｎ?１—??Ａ??／＼?［＼?（．＇ｏｍｈｔｔｉｔｋＨｉ??／ｙ?Ｍ?＼Ｖ?＾?ｃｈａｗｉＨｅｆ??ｍｉｍｎｍｉｎｍ?ｃ？ｉａｉ？Ｍ??■?Ｓ＞ｉＫｂ〇ｉ４？??图２．３自热转化反应器示意图??Ｆｉｇ．?２．３?Ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ＡＴＲ?ｒｅａｃｔｏｒ??２．１．４二氧化碳转化技术??二氧化碳转化技术（Ｄｒｙ?Ｒｅｆｏｒｍｉｎｇ，?ＤＲＭ）又被称为干转化技术，是指天然气与Ｃ〇２??反应产生合成气的过程。此生产过程需要外加热量，但要求的生产温度较低，可以在８００°Ｃ??以下进行反应，在常压条件下，其生产的Ｈ２／ＣＯ的比例在１左右［１６］。??Ｃ〇２转化技术的优点在于该技术能够有效实现Ｃ０２的利用，达到节能减排的目的，??同时该技术消耗的水蒸气较低，适用于缺水的地区。目前该技术尚未完全实现工业化生??产，其存在的主要问题在于副反应容易产生积碳使得催化剂失活，而该技术选择的催化??剂主要为过渡金属，在实际生产过程中都比较昂贵，因此该技术在实际工程生产中的应??用还需要更进一步的研宄［１７］。??２．１．５催化部分氧化技术??催化部分氧化技术（Ｃａｔａｌｙｔｉｃ?ｐａｒｔｉａｌ?ｏｘｉｄａｔｉｏｎ，?ＣＰＯＸ）是天然气和氧气的混合气体??在催化剂的作用下产生合成气的技术，整个过程轻微放热，反应条件温和，产物气体屮??Ｈ２／ＣＯ的比例接近２：１，非常适合于后续生产甲醇、二甲醚等高级醇和烃类物质Ｍｌ。??催化部分氧化技术尚未实现工业化的生产，Ｈ前其研宄方向主要集中在催化剂性能??的考察和制备
【参考文献】：
期刊论文
[1]“一带一路”新形势下新疆石油和化学工业发展的若干思考[J]. 黄晟,何雨初,李振宇. 化工进展. 2019(01)
[2]焦炉气制乙二醇工艺技术方案优化和经济性分析[J]. 周敬林,王煊,吴艳,贺鑫平,屈艳莉,陈斌. 化学工程. 2018(11)
[3]Review on active thermal protection and its heat transfer for airbreathing hypersonic vehicles[J]. Yinhai ZHU,Wei PENG,Ruina XU,Peixue JIANG. Chinese Journal of Aeronautics. 2018(10)
[4]壳牌气化炉粉煤烧嘴损坏原因分析[J]. 康思乐. 山西化工. 2018(02)
[5]甲烷/氧气层流同轴射流扩散火焰OH*自由基的数值研究[J]. 何磊,龚岩,郭庆华,胡翀赫,于广锁. 光谱学与光谱分析. 2018(03)
[6]国家能源局制定2018年能源工作指导意见[J]. 中国核电. 2018(01)
[7]GSP气化炉水冷壁以渣抗渣煤质适应性研究[J]. 蔡力宏,吴跃,杨磊,井云环,罗春桃. 现代化工. 2017(12)
[8]矩形通道超临界再生冷却技术研究综述[J]. 袁鑫,寇志海,赵国昌,李彬彬,曾文,李广超. 飞航导弹. 2017(05)
[9]氧化剂含氧浓度对甲烷反扩散火焰光谱特性影响实验研究[J]. 王宝璐,额日其太,李挺. 推进技术. 2017(04)
[10]天然气蒸汽转化制氢装置节能降耗技术改造[J]. 闫龙. 天然气化工（C1化学与化工）. 2016(03)
硕士论文
[1]气膜冷却流动与传热特性的数值模拟[D]. 刘建红.东北电力大学 2007
[2]天然气扩散燃烧炭黑生成及与火焰辐射和NOX排放相互作用研究[D]. 宋在乐.上海交通大学 2007
本文编号：2978593
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