針對催化反應(yīng)動力學(xué)、催化劑顆粒工程設(shè)計、反應(yīng)器分析及工藝系統(tǒng)開發(fā)的科學(xué)、技術(shù)與工程問題,在原化工部科技局制定的開發(fā)工作框圖基礎(chǔ)上,結(jié)合高技術(shù)研究所研發(fā)工作的發(fā)展要求,發(fā)展了計算機(jī)模擬輔助的催化反應(yīng)工程研究與工藝技術(shù)開發(fā)方法,該方法更加突出了計算機(jī)模擬在多尺度研發(fā)工作中的重要性,旨在縮短研發(fā)周期,保證項目高效實施。同時對催化反應(yīng)工程研究與工藝系統(tǒng)開發(fā)的相關(guān)發(fā)展進(jìn)行綜述、探討和展望。 

【文章來源】：化工學(xué)報. 2020,71(01)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：11 頁

【部分圖文】：

計算機(jī)模擬輔助的反應(yīng)器傳遞強化：強放熱固定床反應(yīng)器的傳熱強化思路

正如Dudukovi?等[4]所指出的：基于對涉及的反應(yīng)路徑的認(rèn)識，尋找具有最佳流動和相接觸模式的反應(yīng)器以實現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)；同時應(yīng)該檢查反應(yīng)與分離有效耦合（或其他過程強化）的機(jī)會。只有這樣，才能進(jìn)行模試實驗實施與放大。然而，目前世界上大多數(shù)工藝開發(fā)并未遵循此道。催化/化學(xué)研究主要依賴試錯法，而后通常選擇所熟悉的反應(yīng)器型式進(jìn)行實驗，且在對內(nèi)在現(xiàn)象僅有有限認(rèn)識的情況下，采用統(tǒng)計方式獲得最佳的操作狀況。因此，在工業(yè)裝置上，期望的設(shè)計指標(biāo)通常難以達(dá)到，而實驗需要在昂貴的費用下運行。最終，由于費用昂貴而避免使用中試裝置，得到費用代價高得多的不良工業(yè)裝置[3]。圖6 反應(yīng)轉(zhuǎn)化率對各項費用的影響[42]

圖5 工藝系統(tǒng)開發(fā)的“洋蔥”模型[42]為解決上述問題，本研究組提出催化反應(yīng)技術(shù)開發(fā)應(yīng)在化工系統(tǒng)工程的指導(dǎo)下進(jìn)行，在過程研究的初期，化工系統(tǒng)工程師應(yīng)參與其中，并提出概念設(shè)計的總體工藝，在過程研究的后續(xù)各個階段，進(jìn)行逐級評價和工藝改進(jìn)（圖2）。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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