浆态床反应器内固体轴向悬浮特征的实验研究

实验研究了浆态床内固体的轴向悬浮特征。为了实现气体均布和优化固体悬浮效果,在浆态床内设置辐射式锐孔气体分布器和内部构件。实验以空气-水-玻璃微珠系统为研究对象,考察了初始固体质量含率(固含率)为0～30%,表观气速1～25 cm/s,液体循环量0～230 L/h对固体浓度均布的影响。从固体轴向分布的均匀性分别比较辐射式锐孔气体分布器和1 mm多孔板气体分布器的性能以及有/无内部构件的性能。结果表明,高表观气速下,辐射式锐孔气体分布器明显优于1 mm多孔板,内部构件明显优于无内部构件。由实验结果得知,该反应器适用于操作气速大于等于10 cm/s,最佳循环量为80～150 L/h,临界悬浮气速为10～12 cm/s,催化剂装填量的增加对临界悬浮气速影响不大。

新型复合式浆态床内气体停留时间分布及模型

由空气-水、10％K2CO3溶液、20％K2CO2溶液、液体石蜡油构成气液两相体系，常压下表观气速为l～20cm／s、静态液位200550mm、液体循环量0～240L／h时，采用脉冲实验法测量一种特殊结构的浆态床反应器内气体停留时间分布。考察了操作参数和液体性质对浆态段的气体停留时间分布及返混程度的影响。结果表明：流型对停留时间分布的影响较大。气体平均停留时间随液体循环量和液体黏度的增加而增大；气体返混程度随静态液位增加而减小，随液体表面张力增加而增大。表面张力是影响返混程度的主要因素。同时建立相应的数学模型，得到停留时间密度分布函数，实验值与模型预测值吻合较好。

复合鼓泡床洗涤冷却室中液滴夹带统计模型

设计了一种由喷淋床和鼓泡床组成的复合床作为气流床气化炉内的洗涤冷却室,并对此新型洗涤冷却室的气体带水问题进行了实验研究,同时用液滴统计法对液滴夹带量进行了数值模拟,模拟结果与实验值吻合较好。研究结果表明,洗涤冷却室内液滴夹带量主要与气液分离空间高度、气速及静态液位等密切相关,带水量随着气速、静态液位的增大而增大,随着分离空间的减小而增大。

新型水煤浆气化炉内洗涤冷却管的温度分布

对新型水煤浆气化炉洗涤冷却室进行了热模实验研究,并用F luent商业软件对其中的洗涤冷却管内温度分布进行了三维数值模拟,模拟值与热模实验值吻合较好。对实验和模拟结果的分析得到,高温气体经过洗涤冷却环时就开始显著降温,在洗涤冷却环与洗涤冷却管的交接处,即冷却水的出口部位,热质传递最为激烈,导致温度急剧下降。在距洗涤冷却环下方约0.15 m处,气体温度已降至热质传递的平衡值附近。本文研究内容为新型洗涤冷却室工业放大提供了设计依据。

浆态鼓泡床内固含率影响因素的研究

在直径为68mm的三相浆态鼓泡床反应器内对空气-水-石英砂系统和空气-液体石蜡-石英砂系统的固含率进行了实验研究，得出了表观气速、气体分布板以及内构件等因素对固含率的影响程度．同时还考查了初始固含率对浆态床的最佳操作气速的影响，初始固含率为1％时，最佳气速在3cm／s左右；初始固含率为5％时，最佳气速在3—5cm／s之间；初始固含率为7％时，最佳气速在7cm／s左右；初始固含率为10％时，最佳气速在7—9cm／s之间．

循环浆态床羟基合成应用研究

循环浆态床结合了浆态床良好的传热性能和气流床高效的传质性能。今对循环浆态床内气液传质系数和固体浓度分布进行了考察,结果表明随着循环流量的增大容积传质系数也增大,在相同循环量的情况下气量越大容积传质系数也越大,并且由于催化剂浆料在反应器内循环,因此当循环量在200 L·h-1、气量在2 L·min-1以上的情况下,整个床层的固体浓度分布已接近初始固含率。同时对循环浆态床反应器羟基合成反应工艺条件进行了考察,结果表明温度在240～260℃催化剂具有较好的活性,而反应压力的升高,气体流量的增加和浆料循环流量的增加都有利于羟基合成反应的进行。

浆态鼓泡床新型锐孔分布器气含率分布

在空气-水系统中,应用双头电导探针法,测量了采用新型锐孔分布器时浆态鼓泡床中气含率的轴向分布和径向分布规律,考察了表观气速、分隔板和液体循环等因素对床层气含率分布的影响。结果表明,在实验范围内,气含率随轴向高度的增加而增加,表观气速较大时,主体区径向气含率分布比较均匀;气含率随表观气速的增加几乎成直线上升;加入分隔板,局部气含率增大且分布均匀。在主体区,对多组实验数据进行回归分析,得出了不同表观气速下气含率分布的关联式,关联式计算值与实验值吻合良好。

循环浆态床气液传质系数的研究

以空气-水-玻璃微珠和空气-石蜡油-玻璃微珠两种三相系统为研究对象,在常温常压下分别考察了液体介质的粘度等物性因素,表观气速、固含率、液体循环量等操作因素,气体分布器、分隔板等结构因素对循环浆态床反应器气液传质特性的影响。实验结果表明,气液传质系数随表观气速的增加而增加,随液体粘度和固含率的增大而减小,当表观气速和固含率增加到一定程度后,传质系数趋于稳定;低气速下,玻璃烧结板的传质效果较好,而较高气速时,多孔板和新型锐孔分布器的传质效果较好;分隔板能显著增大气液传质系数。对多孔板分布器实验数据进行了拟合,得出气液传质系数的经验关联式,关联式计算值与实验结果吻合良好。

用U-gas~气化技术改造固定床气化的可行性分析

简要介绍U-gas气化技术的特点,并以12万t/a合成氨装置为例,提出两种改造方案,就方案中的工艺流程、设备、投资、成本和经济效益进行分析研究,认为中小氮肥企业可以考虑采用U-gas气化技术改造固定床气化装置。