内置渐变结构介质天线的微波反应器加热性能研究

催化氧化是现有市场上销毁低浓度VOCs的主流技术,现有工艺采用电加热方式加热催化床层,其不足之处是效率低、升温速率慢。采用微波选择性加热催化床层具有升温速率快、能耗低的优势。然而作为一种新型的加热方式,目前腔体中微波加热仍然存在一些问题,例如不均匀性、低效率以及热失控,这些问题限制了微波加热的大规模应用。针对这一现状,基于阻抗匹配理论,设计了一种包括介质天线辐射器的新型微波加热系统,用于加热催化床层。建立了基于电磁学和固体传热的多物理场模型,使用COMSOL进行了数值计算和实验研究。结果表明,实验和仿真结果吻合,该系统可以实现对催化床层的高效率和高均匀性加热,同时具有较低的热失控风险。这项研究为微波加热技术的发展提供了新的思路和方法。

自升式海洋平台齿轮齿条升降装置有限元分析

齿轮齿条传动装置是关系到自升式海洋平台整体安全性能的关键因素之一。在基于Solidworks软件建立的齿轮齿条整体模型中导入Abaqus软件，应用Abaqus／Explicit动态接触分析方法对齿轮齿条装置啮合过程进行精细动态接触分析，得到不同压力角和和不同啮合状态下，齿轮齿条应力分布、接触面积以及最大接触应力的时间历程变化曲线，并揭示了小齿轮和齿条沿齿轮厚度方向接触应力及弯曲应力的变化规律。分析结果表明：齿轮齿条处于单齿啮合状态下，节圆附件接触应力约是双齿啮合状态下的2倍；沿齿轮齿条厚度方向的接触应力与弯曲应力均表现出相应的变化规律；随着压力角的增加，齿轮齿条接触面积增加，齿轮齿条最大接触应力减小。

圆锥圆盘泵固液两相流动及泵外特性数值分析

针对圆盘泵存在扬程和效率较低的状况,对其结构进行改进,在圆盘泵进口段采用圆锥过渡进口形式,相应的叶片形式为圆锥过渡形式。对改进前、后的叶片圆盘泵进行数值模拟,对比分析改进前、后叶片圆盘泵的水力性能特点,并对改进前、后的圆盘泵从固相颗粒本身性质及其他外部因素出发研究了颗粒运动及分布规律。结果表明,改进后的圆锥叶片圆盘泵较改进前水力性能有所改善,最高扬程较改进前提高了4 m,最高效率较改进前提高约2%;随着颗粒密度的增加,固相颗粒更易集中在无叶区,对叶片的磨损进一步减轻。

新型圆盘泵叶轮设计及其性能预测

针对原有叶片圆盘泵扬程和效率较低的状况,在原有叶轮的基础上进行了结构改型,采用多重参考坐标系法模拟叶轮在泵内旋转。利用Eulerian多相流模型、标准κ-ε湍流模型与SIMPLEC算法对改型前、后叶片圆盘泵进行数值模拟,得出改型前、后叶片圆盘泵在清水介质条件下的效率和扬程水力性能曲线,分析不同圆弧过渡角度及轴向伸出长度对泵水力性能影响,对比分析改进前、后叶轮的抗气蚀性能;并得出改进前、后叶片圆盘泵在固液两相流条件下的固相颗粒体积分布云图。结果表明:改型后的叶片圆盘泵模型不仅具有改进前叶片圆盘泵的优点,且效率、扬程及抗气蚀性能均高于改型前叶片圆盘泵。

吸附法油气回收技术改进探讨与发展趋势

分析了目前吸附法油气回收技术在使用过程中存在的问题,提出了相应的改进方法及解决途径,为吸附法油气回收技术的发展及推广应用提供技术参考,为环境保护和节能降耗提供技术支撑。

用于VOCs治理末端的低温催化氧化工艺

介绍了新型低温催化氧化工艺,该工艺作为一种VOCs末端治理方法,与传统的油气回收技术相结合,不仅可以实现高浓度、有经济价值物料的回收,而且可以销毁低浓度、无回收经济价值的物料。低温催化氧化技术占地面积小、回收效率高及投资费用低的优势使其在VOCs末端治理领域具有较大的推广应用价值。

常温柴油吸收-吸附法油气回收技术在炼厂中的应用

主要针对某炼厂常温柴油吸收法技术改造内容进行跟踪研究,研究发现改造的常温吸收-吸附油气回收技术不仅排出口浓度远低于GB20950-2007《储油库大气污染物排放标准》中规定要求,而且装置处理平均效率在99%以上,对提高吸附-吸收油气回收技术的工作效率和排放指标具有借鉴意义。

安全型低温催化氧化技术在航煤装车挥发气治理中的应用

在石化行业VOCs排放标准日益严格的背景下,低温催化氧化VOCs治理技术因去除效率高而受到市场的广泛青睐。然而目前催化氧化等销毁法VOCs治理技术普遍存在安全隐患。为此研究开发了安全型低温催化氧化技术,并在航煤装车等场合开展了工业应用,实践证明,该技术实现了VOCs治理的环保达标与安全保障。

自升式平台齿轮齿条升降机构错齿优化动力学分析

齿轮齿条升降机构是自升式平台的重要传动和承载装置,啮合产生的接触应力和由于刚度激励引发的振动是影响升降系统传动性能与使用寿命的重要因素,因此通过进行结构的优化设计和仿真分析提高传动机构动力学性能具有重要的工程意义。提出通过优化设置自升式海洋平台齿轮齿条升降机构小齿轮之间相位差的方式实现错齿啮合,从而实现有效提高机构承载能力和动力性能的目的。结合提出的错齿优化方案,对错齿前后齿轮齿条啮合过程进行动态接触有限元分析,并验证错齿优化对传动机构强度和时变刚度的改善效果,并对比分析齿轮齿条传动机构模态特性、运动平稳性和同步性以及小齿轮载荷分配均匀性等动力学行为。结果表明,错齿优化后齿轮齿条升降机构在动态啮合时能够产生更小的接触应力和弯曲应力,而且齿轮综合刚度的阶跃值有明显减少,与此同时在传动平稳性、同步性和载荷分配均匀性方面也具有良好表现。因此错齿优化可有效地提高齿轮齿条传动过程中的承载能力和运动性能,对改进齿轮齿条升降机构的设计具有参考价值。

叶片圆盘泵叶轮结构流固耦合模态特性分析

为探究流体压力、离心力对叶片圆盘泵叶轮结构模态特性的影响,采用Fluent软件计算泵叶轮不同工况下流体压力大小及分布情况,借助Workbench平台进行叶轮结构的静态模态以及流体压力和旋转离心力作用下的模态特性分析,并对结果进行对比分析。同时,探讨了连接臂半径及位置对叶轮固有频率的影响。结果表明:叶轮的静态模态与预应力模态各阶振型基本相似,固有频率及振幅差异也不大;随着连接臂半径的增大,泵叶轮固有频率逐渐增大;随着连接臂与圆盘盖板中心之间距离变大,叶轮前三阶固有频率逐渐变小,总体上差别不大,三阶及以后各阶固有频率逐渐变大。

新型载体对VOCs催化氧化反应性能的影响

综述了近些年来国内外科研工作者在VOCs催化氧化催化剂载体方面的创新性工作,包括金属氧化物载体、柱撑黏土载体(PILCs)、三维有序大孔材料(3DOM)载体、分子筛等载体用于VOCs催化氧化反应,并分析了载体结构特征、孔道结构、表面物理化学性质及活性组分的分散作用等对催化反应效果的影响,从而为高性能催化氧化催化剂载体的设计、研发及优化提供建议。

自升式钻井平台悬臂梁纵向锁紧装置设计

在对自升式钻井平台悬臂梁结构特点进行研究的基础上,提出采用齿条锁紧方式进行悬臂梁的锁紧,以防止平台在倾斜等意外情况下悬臂梁发生滑移坠海事故。然后采用有限元分析软件ABAQUS进行锁紧齿条受力分析,并在此基础上进行锁紧齿条设计参数的敏感性分析,重点研究了锁紧齿条宽度、压力角、齿数、模数和齿根倒角半径对锁紧状态下齿条受力的影响。研究结果表明,增加齿条宽度、对齿根进行倒圆角处理、增加齿条模数均可以改善齿条的受力并提高强度,锁紧齿条的齿数不应超过5个,压力角以20°为宜。

叶片圆盘泵叶轮结构流固耦合强度分析

为准确得到叶片圆盘泵叶轮在工作中的结构性能,利用有限元软件进行流固耦合强度分析。应用Fluent软件计算得出叶片圆盘泵叶轮在不同工况下压力场分布情况,并通过Work-bench平台,应用ANSYS软件校核叶轮强度,得出不同工况下叶轮的最大危险点、应力及应变分布规律,并针对危险区域进行叶轮结构改进。计算结果表明,所设计叶片圆盘泵叶轮最大危险区域为连接臂与圆盘盖板连接位置,存在应力集中现象。圆弧倒角处理能有效降低应力集中,改善叶轮应变分布情况,有助于提高叶片圆盘泵叶轮的工作可靠性。

叶片圆盘泵叶轮无叶区内部流场数值模拟

为研究叶片圆盘泵叶轮无叶区内的流动特征,采用RNGk-ε湍流模型与SIMPLEC算法,对叶片圆盘泵内三维不可压湍流场进行数值模拟,得到速度等值线图和压力等值线图,并对模拟结果进行分析。发现周向流动是叶片圆盘泵叶轮无叶区内的主要流动方式,无叶区内较大部分是低压区,无叶区内除存在轴向流动外还存在径向回流。

智能化油库设备无缝隙化管理技术研究

油库作为油品存储的中间环节,其设备健康状况关系到油库安全高效运行。但目前油库设备运行过程中缺乏统一的管理手段,一旦设备发生故障,将极大影响油库油品的周转。以油库设备为主体,探索新型设备管理方式,实现油库设备无缝隙化监测和管理,保障油库安全稳定运行。

一种新型码头油气收集管汇系统

针对目前我国码头装载过程中油气回收的现状及存在的安全问题,提出了一种全新的适用于码头的油气收集系统,通过该系统,可以有效解决当前油品及化工品码头装载中所面临的安全问题。

圆盘泵叶轮结构参数正交优化分析

针对圆盘泵叶轮结构特点,利用FLUENT系统建立圆盘泵流体动力学分析模型,针对部分结构特征参数实现参数化建模。以获得最大压升为目标,分别对影响圆盘泵最大压升的单因素及多因素组合进行分析。针对多因素制定5因素4水平正交试验表,并对16种结构分别进行流体动力学计算仿真,得到影响圆盘泵最大压升因素的主次顺序及优化方案。为圆盘泵的设计提供参考。

低温催化氧化中试装置对典型VOCs的治理效果分析

针对最新实施工业污染物排放标准,目前常规治理VOCs的工艺方法已不能达到新国标要求,中国石化安全工程研究院设计制造出针对炼化、码头和油库的油气回收的低温催化氧化中试装置,并利用此装置进行了几种典型VOCs气体的催化氧化实验,分析得到低温催化氧化中试装置对苯、二甲苯和汽油油气的治理效果理想,为实际工况下催化氧化VOCs工艺包设置提供数据支持,为低温催化氧化治理VOCs气体的工业推广应用打下了基础。

微波加热中容器损耗对材料温度分布的分析

微波加热以其即时性、选择性、高效性等特点被广泛地应用于食品、化工等行业;但微波加热中存在加热均匀性差的问题,特别是当容器为圆柱状时具有聚焦效应,会出现在半径方向中心温度高,离中心越远,物料温度越低的加热不均匀现象。本文基于热传导效应,分析了容器损耗对微波加热的影响,比较了玻璃、刚玉、碳化硅材料制成的圆柱状容器中不同材料(土豆、水、甲醇溶液)在单模腔和多模腔中的温度分布。通过COMSOL Multiphysics仿真发现具有损耗的碳化硅柱状容器能够很大程度地提升微波加热的均匀性。

活性炭吸附与级配优化仿真模拟研究

吸附法是去除挥发性有机物(VOCs)较为经济实用的一种方法。构建了活性炭填充的吸附罐模型,通过模拟活性炭吸附丁烷、2-甲基丁烷、戊烷和甲基叔丁基醚(MTBE)4种挥发性有机物的吸附过程,对吸附罐中活性炭的填充进行级配优化。结果表明:在0~20 kPa时,活性炭对不同挥发性有机物的吸附饱和压力随分子量的增加逐渐减小,随活性炭孔径的增加逐渐增大;挥发性有机物的扩散系数随吸附剂孔径的增加而增大,随挥发性有机物分子的增大而减小;吸附丁烷、2-甲基丁烷、戊烷和MTBE混合气体的活性炭材料的最佳吸附孔径为8,10,12;混合气体在13.76 kPa及以上时使用31.25%~50%的10、12的活性炭材料与8进行级配,能够显著提升吸附罐的吸附性能。