当前位置:主页 > 硕博论文 > 工程硕士论文 >

甲烷化固定床反应器化学反应模拟及结构优化

发布时间:2019-04-15 12:06
【摘要】:针对我国“富煤、贫油、少气”的资源禀赋,通过煤炭资源清洁转化的工艺,将资源优势转化成经济优势。在煤制天然气甲烷化工艺过程中,甲烷化反应器作为该过程的核心设备,因其强放热且热量难以移出的特点成为研究的重点对象。对于甲烷化反应器内部特征参数场分布的研究,能够间接的反映出反应器内部化学反应情况,对于实现甲烷化反应器结构优化和化学反应强化有重要意义。实测方法无法直接测得反应器内部连续的特征参数分布,采用计算机模拟的方法能够比较准确、全面地反映出整个反应器内部特征参数连续性分布情况。冷态下,通过数值模拟的方法,获得了床层在径向和轴向上的速度、空隙率、压力分布规律,拟合了床层空隙率径向、轴向分布函数,将实验结果与模拟结果进行对比,验证了模拟结果的准确性。探究了壁效应对催化剂床层堆积结构及其特征参数分布的影响,确定了壁效应的影响范围。研究了重力、管径比以及催化剂颗粒的粒径分布函数对于床层内部堆积结构及流场分布的影响。热态下,通过对随机堆积催化床内部的甲烷化反应模拟,获得了床层内部温度场、压力场、组分浓度等特征参数场分布。探究了催化剂颗粒粒径分布、管径比、物料进口温度、速度对化学反应的影响,并对催化剂床层长径比和段数对化学反应的影响进行探究。获得的相关结论为实际生产提供建议。
[Abstract]:In view of the resource endowment of "rich in coal, poor in oil and less in gas", the advantages of resources are transformed into economic advantages through the process of clean transformation of coal resources. In the process of methanation from coal to natural gas, methanation reactor, as the core equipment of the process, has become the focus of the research because of its strong exothermic and difficult to remove the heat. The research on the distribution of characteristic parameter field in the methanation reactor can indirectly reflect the chemical reaction inside the reactor, which is of great significance for the optimization of the structure of the methanation reactor and the enhancement of the chemical reaction. The continuous distribution of the characteristic parameters in the reactor can not be directly measured by the measured method. The method of computer simulation can reflect the continuous distribution of the characteristic parameters in the reactor in an all-round way. In the cold state, the radial and axial velocity, voidage and pressure distribution of the bed are obtained by numerical simulation, and the radial and axial distribution functions of the bed voids are fitted. The experimental results are compared with the simulated results, and the experimental results are compared with the simulated results, and the experimental results are compared with those of the simulation, and the experimental results are compared with the simulated results. The accuracy of the simulation results is verified. The effect of wall effect on the stacking structure and characteristic parameter distribution of catalyst bed was investigated, and the influence range of wall effect was determined. The effects of gravity, pipe diameter ratio and the particle size distribution function of catalyst particles on the stacking structure and flow field distribution in the bed were studied. In the thermal state, the distribution of temperature field, pressure field and component concentration in the bed were obtained by simulating the methanation reaction in the random stacking catalytic bed. The effects of particle size distribution, tube diameter ratio, inlet temperature and velocity on the chemical reaction were investigated, and the effects of catalyst bed length / diameter ratio and section number on the chemical reaction were also discussed. The conclusions obtained provide suggestions for practical production.
【学位授予单位】:新疆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TE665.3

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 李雅丽;;新型“Denstone deltaP”催化剂床层载体[J];石油化工技术与经济;2008年02期

2 朱昌厚;;高温变换催化剂床层的反吹[J];天然气化工(C1化学与化工);1982年01期

3 彭明华;催化剂工程在硫酸生产中所起的作用[J];硫酸工业;1978年S1期

4 罗家立;;车轮状烃类蒸汽转化催化剂的评述[J];化肥工业;1982年06期

5 郭汉贤;;论化肥催化剂的硫中毒[J];化肥工业;1983年05期

6 杨彦伟,吴全贵,王赞峰,武法咏;低变催化剂的非氧化卸出方法[J];化肥设计;2000年06期

7 孙永胜;低变催化剂还原流程的改造[J];大氮肥;2000年03期

8 纵秋云;中压耐硫变换工艺及催化剂的使用现状[J];齐鲁石油化工;2001年01期

9 吴崎;高温变换催化剂使用状况分析及更换方案探讨[J];大氮肥;2002年05期

10 汪忠明;监控再生操作 降低催化剂跑损[J];安徽化工;2003年03期

相关会议论文 前10条

1 周新娣;卢福明;;Z-503预转化催化剂的工业应用[A];炼厂制氢、废氢回收与氢气管理学术交流会论文集[C];2008年

2 吕洪浩;曹昭君;刘阿萍;;使用钴钼系催化剂过程中的注意事项[A];第五届全国工业催化技术与应用年会论文集(下册)[C];2008年

3 王建国;;钴钼耐硫变换催化剂的装填及硫化[A];第七届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2010年

4 胡召芳;陈荔;刘应杰;刘华伟;李木林;胡典明;王先厚;孔渝华;;CTO-1脱氧催化剂的工业应用[A];第六届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2009年

5 阎富山;罗继刚;;预载活性组分汽油脱臭催化剂床层压降增大和活性下降原因分析及对策[A];第1届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2004年

6 王元琪;梁长君;高慧东;;DZG-10催化剂的首次工业应用[A];第2届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2005年

7 艾中秋;;RN-10B催化剂在沧州分公司加氢精制装置上的应用[A];第三届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2006年

8 杜霞茹;李锋;付桂芝;肖菲;束庆宇;刘振峰;;低温SCR脱除NOx催化剂的开发[A];第十届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2013年

9 杜彩霞;;制氢原料加氢净化催化剂使用技术[A];第2届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2005年

10 江展昌;范涌泉;范钦红;;JB-1新型耐硫变换催化剂的中试与工业应用[A];第2届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2005年

相关重要报纸文章 前4条

1 李杰;烃类原料蒸汽转化制氢系列催化剂及技术成功[N];科技日报;2006年

2 王永军 白志敏;从春到夏的坚守与突破[N];中国石化报;2011年

3 原化学工业部副总工程师 中国氮肥工业协会原理事长 王文善;催化剂,CO变换工艺的灵魂[N];中国化工报;2014年

4 ;节能型全径向串塔新工艺的五大特性[N];中国化工报;2007年

相关博士学位论文 前10条

1 蒋坚;基于微纤维结构化的F-T合成蜡油氢解催化剂制备、结构及性能研究[D];华东理工大学;2016年

2 邵珊珊;生物质催化热解中催化剂积炭与再生特性研究[D];东南大学;2016年

3 钟光祥;人工神经网络辅助设计六氟丙烯氢氟化催化剂[D];浙江大学;1999年

4 彭悦;选择性催化还原氮氧化物铈基催化剂的研究[D];吉林大学;2012年

5 吴慧雄;二氧化硫催化氧化反应器流向变换强制周期操作的模型化[D];北京化工大学;1995年

6 孙昱东;原料组成对渣油加氢转化性能及催化剂性质的影响[D];华东理工大学;2011年

7 李俊峰;氧化铈基催化剂的制备及催化氧化性能的研究[D];华东理工大学;2012年

8 武新颖;丙烯氨氧化合成丙烯腈催化剂氧化/还原行为研究[D];北京化工大学;2009年

9 李文泽;碳一化学品转化反应及催化剂的研究[D];东北大学;2011年

10 王丽霞;过渡金属基催化剂在乙醇合成乙酸乙酯反应中催化性能的研究[D];吉林大学;2010年

相关硕士学位论文 前10条

1 朱秋桦;钙钛矿型复合氧化物催化剂用于焦炉煤气二氧化碳重整反应的研究[D];上海大学;2015年

2 李士伟;水蒸汽法再生乙炔氢氯化铋基无汞催化剂的研究[D];新疆大学;2015年

3 罗敏;铜基甲醛乙炔化催化剂活性铜物种的形成及炔化性能研究[D];山西大学;2014年

4 任云朋;焦化轻油加氢制备高辛烷值汽油调和组分的研究[D];太原理工大学;2014年

5 李虎;Mn_2O_3/AC微波催化剂微波选择催化还原氮氧化物研究[D];湘潭大学;2013年

6 赵宝春;裂解汽油一段加氢催化剂HTC-200的应用研究[D];东北石油大学;2015年

7 魏_";镍基裂解汽油加氢催化剂的开发及工业应用[D];东北石油大学;2015年

8 窦华中;液相烷基化及烷基转移催化剂长周期运行的研究[D];兰州大学;2013年

9 王超;乙酸乙酯加氢制乙醇催化剂的研究[D];华东理工大学;2016年

10 沈叶婷;薄壁多通孔甲烷化催化剂反应工程基础研究[D];华东理工大学;2016年



本文编号:2458135

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/boshibiyelunwen/2458135.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户4a551***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com