卧螺离心机分离PVC的FCPS分析

采用计算流体动力学(CFD)方法和计算软件FLUENT对分离聚氯乙烯(PVC)的卧式螺旋卸料沉降离心机转鼓内部流场进行数值模拟。通过对转鼓溢流口区域的涡流进行分析,确定溢流口轴向宽度、转鼓内液池深度、分离因数以及悬浮液流量与溢流口最大负径向速度和上浮临界粒度(FCPS)的关系。模拟结果表明:增大溢流口轴向宽度可以有效减小溢流口最大负径向速度,从而颗粒上浮临界粒度减小,可以提高离心机的分离效率;改变转鼓内液池深度对最大负径向速度影响很小,上浮临界粒度变化不大;当增大悬浮液流量和减小分离因数时,最大负径向速度增大,上浮临界粒度增大。模拟方法和结果可以为不同用途和结构的卧螺离心机设计提供更多参考。

F22裂解制TFE工艺本质安全-冷凝脱水非稳态分析

对F22裂解制TFE工艺中的冷凝脱水节点进行了非稳态热力学和本质安全分析。利用热量动态平衡方程,对裂解气和冷凝液间的传热行为,建立了TFE冷凝脱水非稳态传热的物理和数学模型;采用有限差分法,借助MATLAB软件进行编程模拟迭代计算,计算结果与现行工业装置实际运行数据相吻合,说明了所建立模型的合理性和可用性。以非稳态热力学计算结果为基础,采用模糊综合评价指数模型对冷凝脱水非稳态过程进行本质安全量化分析,生成了非稳态过程本质安全度的时间过程曲线,为该工艺中TFE冷凝脱水节点相关的安全设计、建设、监控和管理提供理论依据。

渗透汽化膜组件中流动和传质的数值模拟及实验研究

采用计算流体力学(CFD)的方法,对自制的矩形平板PDMS(聚二甲基硅氧烷)复合膜构造而成的板框式渗透汽化膜组件进行了流体流动和对流传质的研究,并以乙醇水溶液为分离对象,通过实验对模拟结果加以验证。数值模拟结果给出了原料液在流道内的速度分布以及乙醇质量分数云图,揭示了速度分布对渗透通量的影响。对不同流量下的模拟计算结果对比分析可知,增大流量有利于缓解浓差极化现象,降低传质阻力,从而促进渗透传质进行。基于串联阻力模型,探讨了膜表面的液体流动状况对膜传质的影响,拟合出对流传质系数与Reynolds数的关系式,与实验值极为吻合。

F22裂解制TFE工艺本质安全—急冷降温非稳态分析

利用热量动态平衡方程,分别以裂解气、冷却水及气相空间为研究对象,建立四氟乙烯(TFE)裂解气急冷器非稳态数学模型。结果表明在升压阶段,裂解气出口温度短时间迅速降低后保持稳定,急冷器压力经历2036s后缓慢增加到稳压控制压力0.35MPa。稳压阶段,逐渐开启气体出口阀门,并保持最大气体出口流量运行,裂解气出口温度、冷却水温度和急冷器压力出现短时波动后随时间缓慢降低。采用模糊综合评价指数模型对急冷器非稳态过程进行本质安全量化分析,得到急冷器非稳态过程本质安全度曲线图,在升压和稳压初期,急冷器本质安全度分别有最低点和小幅度波动,但总体仍处于较高的水平,稳压阶段较升压阶段更加安全。

TFE裂解工艺F22汽化节点非稳态本质安全分析

在化工过程中,过程安全分析是非常重要的。然而,在非稳态条件下,过程工艺参数处于变化状态,并且缺乏系统性的本质安全分析方法,更容易产生危险和事故。作者对二氟一氯甲烷(F22)水蒸气稀释裂解中F22汽化非稳态过程进行了本质安全性分析。首先,利用热量动态平衡方程,对F22汽化过程建立了集总参数数学模型,并对模型进行数值计算,得到与实际相吻合的F22汽化操作温度、操作压力以及F22出口气体流量的非稳态时间过程曲线。然后,系统地分析了影响四氟乙烯(TFE)生产过程本质安全的因素,从物质、工艺和设备3个方面建立TFE生产过程本质安全指标体系,并根据相关标准与文献将指标分级并建立隶属函数。将选取的相应指标值和计算所得数据输入MATLAB模糊逻辑工具箱,利用IF-THEN规则建立模糊推理规则,用面积重心法逆模糊化求得各指标的本质安全度。分别运用层次分析法和变权思想的方法计算得出各指标的初始权重和变权权重。最后,计算得出F22汽化非稳态过程的系统本质安全度。结果表明:F22汽化过程达到稳态的时间将近1 000 s,前500 s温度、压力及出口气体量升高迅速,稳态值分别为268.55 K、432.405 kPa和1.085 kg/s;初始时本质安全度0.576 4下降至稳态时的0.574 2,显示该过程在非稳态(如启动)阶段表现出稍高的风险。这种方法和计算结果为该工艺中F22汽化节点相关的安全设计、建设、监控和管理提供参考理论依据。

渗透汽化膜装置的真空罩冷凝传热行为分析

在渗透汽化膜组件被密闭于真空罩的设计中,渗透蒸汽中一部分将会在真空罩内表面冷凝,这有利于膜下游的渗透蒸汽分馏和冷凝回收。本文对真空罩内冷凝行为进行了分析,建立了冷凝传热的物理和数学模型,定义了真空罩冷凝效率及其计算公式。进行了渗透汽化+真空罩冷凝的实验,测试结果与理论计算值较为符合。分析了蒸汽温度、真空罩外部空气温度和膜渗透通量等因素对真空罩冷凝效率的影响。研究结果对真空罩渗透汽化膜装置设计和工程化具有参考价值。