隨著計算機技術(shù)的發(fā)展,計算流體力學(xué)（CFD）技術(shù)雖廣泛地應(yīng)用于規(guī)整及散堆填料的開發(fā)應(yīng)用,但在催化填料領(lǐng)域卻鮮有涉及。由于催化填料本身結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,現(xiàn)有模擬研究主要通過簡化催化劑填充區(qū)進(jìn)而將研究重點轉(zhuǎn)移至絲網(wǎng)構(gòu)件內(nèi)的流場,并未有效地描述催化劑填充區(qū)外部流場與內(nèi)部反應(yīng)傳質(zhì)間的相互作用。而傳統(tǒng)實驗方法不能清晰地觀察填料內(nèi)部流場信息,也無法對局部區(qū)域流體力學(xué)及傳質(zhì)特點給出合理的解釋。針對上述問題,本文創(chuàng)新性地將REU概念應(yīng)用于捆扎包式規(guī)整催化填料的研究,較系統(tǒng)地提出了適用于捆扎包式規(guī)整催化填料的CFD模擬策略。通過對規(guī)整填料的局部特征區(qū)域進(jìn)行劃分,建立了近似描述完整填料的REU模型組,并結(jié)合實驗測定結(jié)果對填料內(nèi)的流體微觀流動、宏觀流體力學(xué)參數(shù)及局部組分濃度分布特點進(jìn)行了研究。通過ANSYS軟件建立了用于描述規(guī)整催化填料REU模型組并應(yīng)用于單相流研究。根據(jù)CFD模擬結(jié)果,本文提出了用于計算捆扎包式規(guī)整催化填料干塔壓降的數(shù)學(xué)模型。該模型將壓降損耗區(qū)域劃分為進(jìn)出口區(qū)域、中部標(biāo)準(zhǔn)交叉區(qū)域、填料單元銜接處及壁面區(qū)域,考慮了各區(qū)域幾何特征對總體壓降的影響并確定了其對總壓降的貢獻(xiàn)值分別為44.5%、30.4... 

【文章來源】：福州大學(xué)福建省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：113 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

催化劑直接放置于塔板上

１．１．１板式塔方式??該方式是將催化劑顆粒直接放置于精餾塔的塔板上，使催化劑在操作過程中??因氣液相的存在呈流態(tài)化，如圖１－１所示［８］。此種裝填方式的優(yōu)點是由于催化劑??浸泡于液相當(dāng)中，所以催化劑分布均勻，氣液固三相接觸良好，從而使催化劑的??利用率高。但其缺點也尤為明顯，由于催化劑的流態(tài)化導(dǎo)致顆粒間碰撞頻繁損耗??速度加快，對催化劑的強度提出了較高要求且由于結(jié)構(gòu)的復(fù)雜更換較為困難。此??夕卜，由于催化劑顆粒的堆填也造成了壓降過大的問題。??為克服上述缺點，Ｊｏｎｅｓ做了相應(yīng)改進(jìn)，如圖１－２所示［９］，將催化劑顆粒裝入??精餾塔構(gòu)件當(dāng)中，然后再將構(gòu)件按一定間距平行安裝于塔內(nèi)。此外，催化劑還可??放置于精餾塔降液管內(nèi)，如圖１－３所示［１３］。為了使催化劑更換更加便捷，還可將??精餾塔降液管置于塔外，如圖１－４所示［１４】。盡管上述幾種裝填方式都做了改進(jìn)，??但其單位體積內(nèi)催化劑的裝填量過少，當(dāng)反應(yīng)體系對物料停留時間提出要求時，??塔板式填料則難以滿足要求。??

ｐ??圖１－３催化劑放置于降液管中?圖１－４將裝有催化劑的降液管裝在塔外??１．１．２填充床式??該種催化劑裝填方式借鑒了精餾塔中傳統(tǒng)規(guī)整填料的制作方式，將催化劑以??特定的方式制成較為規(guī)整的填料狀，然后裝填入塔。此時，催化填料不僅具有催??化劑的催化作用，還為氣液傳質(zhì)提供有效的傳質(zhì)表面。根據(jù)催化填料單體的制作??方法及形狀，可將其大致劃分為以下幾種類型：??１．１．２．１捆扎包式催化填料??該種催化填料是將催化劑顆粒裝入一系列的“袋狀”結(jié)構(gòu)中，該結(jié)構(gòu)的材質(zhì)??可根據(jù)反應(yīng)體系的不同進(jìn)行選擇，通常有合成纖維布、玻璃纖維及金屬絲網(wǎng)等材??質(zhì)，然后將“袋狀”結(jié)構(gòu)與波紋絲網(wǎng)卷成圓柱狀并規(guī)則的擺放至催化精餾塔的反??應(yīng)段內(nèi)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3384542