基于试验数据拟合的甲烷反应器流动仿真分析

为研究甲烷反应器压降影响因素,基于某船舶发动机甲烷反应器试验测试数据,拟合多孔介质流体惯性阻力系数和黏性阻力系数,利用STAR-CCM+建立反应器模型并进行仿真计算,研究反应器内部流场均匀性及压降。结果表明:流体惯性阻力系数为340.82 kg/m^(4),流体黏性阻力系数为1437.27 kg/(m ^(3)·s)时,仿真模型取得最优拟合结果;反应器压降主要由催化剂层的压降导致;催化剂入口废气流速均匀性达97%,废气分布均匀;催化剂废气温度影响平均流速,使试验压降与仿真压降有一定偏差。

某公司煤气合成天然气甲烷反应器的失效事故分析及预防措施

某公司煤气合成天然气甲烷化反应器因部分列管的管板角焊缝位置拉断,损坏了列管内催化剂,导致整个反应器失效;分析了列管拉断的原因,提出了该类突发事故的预防措施。

MAN Energy Solutions公司获得Power-to-X工厂甲烷化反应器的前期工程合同

Kopp Energia公司已委托MAN Energy Solutions公司为工业规模的Power-to-X工厂甲烷化反应器提供前端工程设计(FEED)。该工厂将建在芬兰克里斯蒂内斯塔德市(Kristinestad),总输入功率为200 MW,主要生产绿氢和合成天然气(SNG)。Kopp Energia公司是由专门从事替代能源项目的德国资产管理公司Prime Capital与项目开发商和绿色电力生产商CPC Germania的子公司联合成立的合资企业。

La^(3+)对产氢产甲烷厌氧反应器作用的研究

通过3个阶段的实验,第一阶段采用IC厌氧反应器做为产氢反应器的启动过程中,确定了葡萄糖进水COD为2 000 mg/L时,最佳水力停留时间为6 h。COD去除率达到34%,氢气产量达到8 L/d。第二阶段产氢产甲烷反应器的启动,产氢反应器COD去除率为31%～34%,氢气产量7.5～8 L/d,产甲烷反应器的COD去除率为83%～86%。最大比产甲烷活性493～504 m L/(g·d)。实现了同时产氢和产甲烷,达到了能源的最大产出,提高了废水处理效果,具有重要的现实意义。第三阶段稀土元素对产氢产甲烷反应器的促进作用表现在对产甲烷菌的促进,当La3+浓度为0.3 mg/L时,此时产甲烷反应器COD去除率达到最大值92%,比产甲烷活性达到520 m L/(g·d);对产氢反应器的作用不大。稀土元素进一步提高了废水处理效果和产甲烷量,将其用在废水处理中是可行并且有效的。

双催化层固定床甲烷化反应器CFD模拟

温度分布直接影响着固定床甲烷化反应器的甲烷产量和设备安全性。以年产12.75亿立方煤制天然气绝热甲烷化反应器为研究对象,在建立真实设备三维模型的基础上,利用ANSYS-CFX有限元数值模拟的方法,建立多孔介质内化学反应、热交换与质量传递的气-固两相反应器模型,获得了双段固定床甲烷化反应器内部温度、压力、速度场的分布规律及甲烷产率分布。对不同床层结构对应的特征场分布进行了探索,分析了床层结构对各特征场分布的影响,确定了床层结构优化方案,MCR催化剂床层出口处支撑延长的结构更有利于温度场沿反应器径向的均匀分布和甲烷质量分数的提高。对反应器入口温度、空速、压力对特征参数分布的影响进行了研究,提出了针对本工艺的允许入口参数波动范围。

固定床甲烷化反应器的最新研究进展

面对我国的资源现状,我国正大力推进煤制天然气的发展,煤制天然气的关键技术是甲烷化技术,甲烷化反应器则是甲烷化过程的主要设备,因此有必要关注甲烷化反应器的研究进展。目前甲烷化反应器主要为固定床反应器,本文着重介绍固定床甲烷化反应器的近期研究。通过对甲烷化反应催化剂、甲烷化工艺及甲烷化设备三方面对甲烷化反应器研究进展进行分析并提出对甲烷化反应器的研究展望。

甲烷化反应器的Aspen Plus模拟与优化

利用Aspen Plus化工流程模拟软件,分别选择平衡反应器和平推流反应器模型,对锦西天然气化工有限公司甲烷化反应器进行了模拟,并将模拟结果与工厂的实际数据进行了比较与分析。通过考察温度和压力对甲烷等组分含量的影响,确定了适宜的温度和压力,实现了对甲烷化反应器优化的目的。

ABR作为产甲烷相反应器处理食品废水的中试研究

采用厌氧折流板反应器(ABR)作为产甲烷相反应器,开展了处理食品废水的中试研究。分析了调试运行期间的控制因素,考察了反应器的启动运行情况、出现酸化后的调节恢复方法以及稳定运行阶段的除污效果。实际运行表明:当以ABR作为产甲烷相反应器时,对食品废水具有较好的处理效果,对COD、SS、色度的去除率分别为(64%～81%)、(49%～77%)、(30%～69%);ABR反应器出现较长时间的酸化后,可以通过投加化学药剂、减小处理量、添加新鲜污泥等手段进行恢复,在保证适宜的碱度、VFA、pH条件下,能完全恢复反应器的处理性能。

煤制天然气甲烷化反应器过程模拟与结构优化

利用ANSYS CFX软件对甲烷化固定床反应器进行了数值模拟,通过CEL语言编写源项的形式将甲烷化反应速率方程添加到模拟过程中,从而获得了反应器内部流场、温度场及组分浓度的分布.经与现场检测的出口温度和组分浓度的对比,证明了模拟结果的准确性.通过改变进气口方式和增加扰流装置获得了均匀的场分布,进而研究了产率与结构之间的关系.

基于熔融盐加热的甲烷蒸汽重整制氢反应器的熵产生率和氢气产率分析

太阳能热化学储能能够有效解决太阳能时间和空间分布不均的问题。在工业甲烷蒸汽重整反应器模型的基础上,利用有限时间热力学理论建立了基于熔融盐加热的甲烷蒸汽重整反应器(steam methane reforming reactor heated by molten salt,MS-SMRR)模型,得到了MS-SMRR的设计参数,并分析了MS-SMRR的几何参数和操作参数对氢气产率和总熵产生率的影响规律。结果表明:在氢气产率一定时,逆流参考反应器比顺流参考反应器的总熵产生率低,且消耗的熔融盐少;增大熔融盐进口温度和减小反应混合物进口压力能够显著提高MS-SMRR的氢气产率。研究结果对实际MS-SMRR的优化设计具有一定的理论指导意义。

乙烯装置甲烷化反应器进料加热器氢腐蚀分析

乙烯装置甲烷化反应器进料加热器EH-417在运行中,进料加热器壳体法兰的焊接热影响区发生脆性断裂,经过分析,得出设计者没有重视高温高压条件下的氢腐蚀,错误地选用碳素结构钢,导致壳体法兰因氢腐蚀产生微纹。裂纹形核、扩展,在各种应力作用下导致断裂。并提出了相关的防范措施。

中国甲烷化反应器专利现状及分析

甲烷化反应器是煤制天然气工艺的关键设备。对包括固定床、流化床和浆态床的甲烷化反应器方面的中国专利进行了分析和研究,介绍了各种反应器的优缺点。深入分析了甲烷化反应器目前在生产中存在的问题,指出大处理量、高操作弹性、便于维修和催化剂装填是将来的改进方向。

甲烷化反应器进料加热器断裂原因分析

大庆乙烯装置甲烷化反应器进料加热器 ,由于材质选择不当 ,且操作温度长期超过设计温度以及氢腐蚀 ,使壳体法兰的焊接热影响区产生大量的微裂纹而造成脆性断裂。

甲烷化反应器进料加热器断裂失效分析

大庆30万吨乙烯装置的甲烷化反应器进料加热器(EH-417),在连续运行了48300小时以后,壳体法兰处焊缝热影响区突然断裂,大量氢气喷出着火。为弄清事故原因,我们依据有关资料,对断口进行断裂失效分析,提出了相应对策。

甲烷化反应器的研究进展

新疆有丰富的煤炭资源,将煤转化为天然气可有效解决天然气供应不足问题。甲烷化反应器是煤制天然气工艺中重要的组成部分。由于甲烷化反应强放热特点,温度控制是甲烷化反应器工业化应用难点之一。本论文对过去几年不同类型的甲烷化反应器以及操作条件对反应器影响的相关研究进展做了总结,为后续甲烷化反应器研究提供参考。

SoCalGas和Electrochaea宣布启动新的生物甲烷化反应器系统试点项目

南加州天然气公司(SoCalGas)和Electrochaea公司于2019年8月14日宣布,美国能源部位于科罗拉多州戈尔登(Golden)的国家可再生能源实验室(NREL)能源系统集成设施将启用美国第一个可放大的生物甲烷化反应器系统。该技术利用可再生电力将氢转化为可供家庭、企业和运输使用的管道优质甲烷。在未来24个月,该项目将评估这种能源转化为天然气的能源储存和脱碳方法的商业可行性,并为潜在的百万瓦级规模系统设计提供见解。

甲烷化反应器封头热处理工艺分析

针对甲烷化反应器封头用1．25Cr-0．5Mo-Si主体材料，存在高温氢化、回火脆化等导致的材料劣化问题，结合1．25Cr-0．5Mo-Si的化学成份和力学性能，通过热处理对比试验，确定了正火（喷雾冷却）＋回火的热处理方法可以显著改变材料的抗冲击韧性和劣化问题。生产实践证明了该方的正确性。

甲烷化反应器筒节的设计与计算

针对甲烷化反应器用1．25Cr-0．5Mo-Si作为筒节主体材料，推导了筒节的卷制方式和下料尺寸计算公式，研究了其质量控制方式和封头成形，生产实践证明了筒节设计的正确性。

甲烷化反应器设计简介

甲烷化反应器是甲烷转化工艺中的重要设备,处于高温工况下,设计质量的好坏直接影响设备的安全和长周期运行。介绍了甲烷化反应器设计过程当中的技术特点,为今后此类设备的设计总结经验。

基于CFX的规整催化剂甲烷化反应器流场模拟与结构优化

煤制天然气可有效解决天然气消耗量持续增加、环保等问题。甲烷化反应是煤制天然气重要环节。在众多甲烷化催化剂中,规整催化剂由于传热、传质、反应特性、压降性能良好,受到广泛关注。而规整结构催化剂的孔道独立,与反应器轴线垂直截面的流场均匀度对产物产率影响很大。基于CFX以反应器内流场均匀度为目标,对规整催化剂固定床甲烷化反应器进行冷态数值模拟,获得最优反应器结构。