氧热法电石合成淤浆鼓泡床反应器的流动特性

针对氧热法电石合成的电石吸热反应和炭燃烧放热耦合特点,本文设计并研究了适用该过程的三相淤浆鼓泡床反应器。采用空气-水-氯化聚氯乙烯(CPVC)模拟物系,实测了不同表观气速、固体颗粒进料量和静液高度下淤浆鼓泡床床层中局部平均气含率、固含率轴向分布和大、小两类气泡的分布。结果表明表观气速越大,局部平均气含率越大;固体颗粒的加入减小了床层局部平均气含率。当Ug在0.136～0.196 m/s之间时,固含率轴向分布随表观气速增大趋于均匀;固体颗粒进料量越小则固含率沿轴向分布越均匀。随着表观气速的增加,小气泡含量逐渐增加,大气泡含量逐渐减小;随着静液高度的增加,大气泡含量均是先增大后减小。上述结果表明电石生成反应与燃烧供热反应原位耦合于淤浆鼓泡床中是可行的。

淤浆鼓泡床中固体粒子的悬浮特性

研究了三相鼓泡床中的临界固含率,以空气作气相,水、乙醇-水、丙酮-水、萜松醇-二甲苯作液相,石英砂、煤、雷奈镍作为固相。分析了鼓泡柱的高径比、气体速度、固体粒子的大小和比重、液体的粘度对临界固含率的影响,提出了含有这些参数的无因次数群的关联式,讨论了本文提出的关联式和文献报导的差别。

淤浆鼓泡床反应器中的液沫夹带

利用淤浆鼓泡床反应器(SBCR)二甲醚合成反应的惰性介质石蜡油的蒸气压,在二甲醚合成的操作条件下对N2-石蜡油系统、N2-石蜡油-C301细颗粒催化剂系统的液沫夹带进行了计算;优化了鼓泡淤浆床反应器中影响液沫夹带量的操作因素(气速、压力、温度)和装置因素(分离器特征尺寸)。对比两相操作与三相操作的液沫夹带,认为可将三相床中的夹带作拟两相处理,进一步分析了液沫夹带的机理,结果表明:气泡的破裂和液体能量的增大是影响液沫夹带的主要因素。

再分布板和径向挡板对淤浆鼓泡床流体力学特性的影响

研究了在以空气-水-石英砂为实验体系的淤浆鼓泡床中加入内构件再分布板和径向挡板对床层气含率和固含率的影响,并与不加内构件的情况进行了对比. 实验结果表明,再分布板可明显提高床层的平均气含率,且开孔孔径越小,作用越显著;但径向挡板的作用不明显;再分布板和径向挡板均可改善气含率和固含率的轴向分布,且不会大幅度增加压降. 通过对Smith关联式进行修正,得到了带有再分布板的淤浆鼓泡床中床层平均气含率的经验关联式.

鼓泡淤浆床甲醇合成(Ⅰ)数学模型及试验验证

建立了一套Φ0 .2m鼓泡淤浆反应器热模试验装置 ,并完成了连续运行 10 0 0h的装置可操作性与稳定性考核试验 .试验中 ,合成反应温度 498～ 5 2 5K ,压力 2 .5～ 3 .1MPa ,质量空速 45 0 0～ 75 0 0L·kg-1·h-1,原料气中CO摩尔分率 0 .31.结合热模试验及合成系统的特点 ,得到了计入液相轴向返混、催化剂颗粒轴向分布及气 -固相本征动力学的数学模型 .由该模型得到的甲醇产率及出口甲醇摩尔分率的计算值与热模试验值吻合良好 .将合成压力外推至 5 .0MPa ,通过验证后的模型所得到的模拟数据与美国中试结果相当 ,表明热模试验中所采用的国产C30

鼓泡淤浆床甲醇合成(Ⅱ)工业装置的工程分析

利用经热模试验验证的鼓泡淤浆床甲醇合成的数学模型 ,讨论了不同参数 ,如表观气速、反应器直径、床层高度等对床层颗粒轴向分布的影响规律 ,确定了万吨级三相床甲醇合成工业示范装置的主要结构参数和操作参数范围 .对两种不同工业原料气分别进行了模拟计算 .模拟结果表明 ,在三相床甲醇合成过程中 ,压力的影响最为显著 ,反应器内床层高度亦是较为重要的可调节参数 .在本文的操作条件下 ,当甲醇产量达到 1× 10 4t·a-1时 ,在较广的温度和压力范围内 ,对两种原料气 ,出口甲醇摩尔分数在 7%～ 10 % ,CO转化率为 40 %～5 0 %

三相鼓泡淤浆床环氧乙烷合成反应器数学模拟及工程分析

建立了加压三相鼓泡淤浆床环氧乙烷合成反应器的数学模型 ,计入了催化剂颗粒在床层中沉降形成沿床高浓度分布对反应的影响以及由于惰性液相载体部分返混对传递的影响 ,进一步利用经实验验证的上述数学模型模拟不同表观气速、床高、反应器直径 (扣除传热元件截面积 )、进口乙烯摩尔分数等参数对床层中催化剂浓度随床高的分布、出口环氧乙烷摩尔分数、环氧乙烷选择率以及单位质量催化剂环氧乙烷年产量的影响 .通过模拟分析预示了工业三相床环氧乙烷反应器的合理尺寸、表观气速、环氧乙烷选择率以及时空产率 。

高固含率三相鼓泡淤浆反应器气液传质研究及其采用两种气体分布器的比较

以空气-水-黄沙以及空气-液体石蜡-黄沙两种系统为对象,在常压下用溶氧仪研究了采用小孔式及金属烧结板两种分布器的高固含率三相淤浆反应器的气液传质特性,以及固含率和表观气速等因素对容积气液传质系数kLa的影响,最后得到采用上述两种气体分布器的高固含率三相淤浆床关于容积气-液传质系数的经验关联式。实验证明,金属烧结板具有更好的气液传质特性。

三相鼓泡淤浆床甲醇合成工艺及装置开发进展

甲醇是碳－化学的支柱和核心,甲醇是清洁的燃料，又是一系列碳一化学产品的基础产品。目前国内外以煤、石油及天然气为原料生产甲醇都采用气－固催化法，由于气、固相反应器中床层温升及可逆反应化学平衡的限制，由原料气制得的合成气一次通过气－固相甲醇合成反应器仅能得到3％－6％的甲醇。甲醇合成率不高，大量的未反应的合成气必须循环使用，耗费了大量的循环压缩功。

加压三相床环氧乙烷合成过程研究 I.操作条件对选择率的影响

在１８０～２３０°Ｃ、２．１ＭＰａ条件下，于三相鼓泡淤浆床反应器中，采用细颗粒催化剂和某高沸点溶剂作液相热载体对乙烯直接氧化制环氧乙烷（ＥＯ）过程进行了研究。考察了温度、原料气组成、质量空速和固含率对反应后环氧乙烷含量及选择率的影响。