甲烷化固定床反应器床层反应过程与场分布数值模拟

【摘要】：以甲烷化固定床反应器床层为研究对象,使用CFD软件编写CEL语言,将甲烷化反应以源项的形式添加到模拟过程中,对比多孔介质模型与填充球床模型模拟的准确性,选择填充球床模型进行模拟,获得了床层的速度场、组分浓度以及温度场分布。研究结果表明:与填充球床模型比较,由于多孔介质模型简化了内部的孔隙结构,使用其对固定床反应器进行模拟时存在较大误差,其中出口温度模拟值比实测值低13.6%;固定床的壁效应使近壁面处10%的圆环面积上通过20%的质量流量,进而显著影响床层内部场的分布;床层内部轴向温升显著,从250℃升高到685℃,同时径向温度分布不均,变化范围在20~40℃内波动。 【作者单位】： 新疆大学化学化工学院煤炭清洁转化与化工过程自治区重点实验室;
【关键词】： 甲烷化 固定床 填充球床 场分布 壁效应 CFD 数值模拟
【基金】：国家自然科学基金项目(21366032)~~
【分类号】：TQ052
【正文快照】： 引言甲烷化固定床反应器是整个煤制天然气项目中的关键设备。在固定床床层中,催化剂颗粒随机均匀地分布,其内部流道异常复杂,流动具有弯曲性、不均匀性和随机性等特点[1]。又因为甲烷化反·化工学报第66卷应是一个强放热反应,据估算,CO甲烷化反应每转化1%体积的CO气体的绝热升

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