本文關鍵詞：結構化催化劑催化燃燒丙烯腈尾氣的研究

  更多相關文章： 催化燃燒 Cu-ZSM-5 結構化催化劑 本征動力學 計算流體力學(CFD)

【摘要】：丙烯腈是一種重要的化工材料,主要生產方法是丙烯胺氧化法,但該生產工藝會產生大量副產物如CO,非甲烷烴類(如C3H6,C3H8),NOx與痕量的丙烯腈等,對環(huán)境有威脅巨大,尤其是丙烯腈是屬于ppm級劇毒物質。如今,催化燃燒技術已廣泛用于VOCs(揮發(fā)性有機化合物),對于丙烯腈尾氣的催化燃燒Cu-ZSM-5-5wt％催化劑是一種高效催化劑。通過一系列表征手段(XRD.BET.SEM.ultrasonic tests)尋求最佳的結構化成型方法,制備高效結構化催化劑。采用數值模擬的方法,建立動力學方程,并將其應用于結構化催化劑(顆粒式、蜂窩式、泡沫式結構化催化劑)的結構特性(床層空隙率和特征長度)對反應特性和傳遞特性的影響,將結構化催化劑應用于反應器的研究。詳細的仿真步驟如下簡述：(1)建立CFD模型：基于實驗條件建立3D數學模型。(2)模型檢驗：首先,驗證網格無關性；其次,通過對圓管的格雷茲檢驗,證明數學模型的可靠性；最后,根據冷模壓降實驗與模擬結果的比對,驗證不同孔道結構的流體阻力模型的適用性。(3)完善模型參數：完善固體物性參數和動力學參數。(4)模擬計算：首先探討對于實驗室微型固定床反應器催化劑結構特性對其反應特性和流體力學、熱力學的影響；其次,根據吉化中試反應器的實驗條件,探討催化劑結構、分布器等對反應器內濃度、溫度、壓力進行分析,探討催化劑結構、分布器等對反應器影響；最后,對吉林石化反應器催化床層分布影響進行探討。
【關鍵詞】：催化燃燒 Cu-ZSM-5 結構化催化劑 本征動力學 計算流體力學(CFD)
【學位授予單位】：北京化工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X783;O643.36
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-15
• 符號說明15-18
• 第一章 緒論18-26
• 1.1 丙烯腈尾氣(VOCs)的危害18
• 1.2 VOCs的處理技術18-19
• 1.3 ZSM-5分子篩的制備與改性19-20
• 1.4 結構化催化劑20-21
• 1.5 整體式催化劑21-23
• 1.5.1 整體式催化劑的背景21
• 1.5.2 整體式催化劑的組成21-22
• 1.5.3 整體式催化劑的制備22-23
• 1.6 數值模擬23-24
• 1.6.1 數值模擬研究背景23
• 1.6.2 數值模擬的求解方法和優(yōu)化23-24
• 1.7 本課題研究的意義及主要內容24-26
• 第二章 實驗裝置及分析方法26-34
• 2.1 催化劑的合成26-29
• 2.1.1 結構化催化劑制備所需藥品及儀器26-27
• 2.1.2 結構化催化劑制備所需材料和儀器27-28
• 2.1.3 不同結構化催化劑或載體壓降實驗材料與裝置28-29
• 2.2 結構式催化劑的制備29-31
• 2.2.1 改性分子篩的制備29
• 2.2.2 不同結構化催化劑的制備29-31
• 2.3 結構化催化劑的活性評價31
• 2.4 催化劑的表征31-34
• 2.4.1 超聲波穩(wěn)定性實驗31
• 2.4.2 X射線粉末衍射測定(XRD)31-32
• 2.4.3 掃描電子顯微鏡(SEM)32
• 2.4.4 比表面積測試(BET)32
• 2.4.5 H_2程序升溫還原(H_2-TPR)32-34
• 第三章 結構化催化劑的表征34-40
• 3.1 掃描電鏡法(SEM)結果及分析34-35
• 3.2 比表面積(BET)測定結果及分析35
• 3.3 涂覆及超聲波穩(wěn)定性實驗結果及分析35-37
• 3.4 X射線衍射法(XRD)結果及分析37-38
• 3.5 本章小結38-40
• 第四章 Cu-ZSM-5催化燃燒丙烯腈尾氣的本征動力學研究40-44
• 4.1 催化燃燒反應模型的選擇40-41
• 4.2 模型參數的獲取41-43
• 4.3 本章小結43-44
• 第五章 結構化催化劑結構特性對反應特性和傳遞特性的影響44-56
• 5.1 模型的建立44-46
• 5.2 模型的檢驗46-47
• 5.3 優(yōu)化CFD模擬參數47
• 5.4 模擬結果討論47-54
• 5.5 本章小結54-56
• 第六章 反應器的數值模擬56-74
• 6.1 不同結構化催化劑的放大研究56-61
• 6.2 吉化中試反應器模擬61-67
• 6.2.1 反應器模型61
• 6.2.2 反應動力學61-63
• 6.2.3 顆粒式結構化催化劑的研究63-64
• 6.2.4 蜂窩式結構化催化劑的研究64-67
• 6.3 吉化反應器模擬67-72
• 6.3.1 反應器模型67-68
• 6.3.2 冷模條件模擬68-70
• 6.3.3 吉化操作條件模擬70-72
• 6.4 本章小結72-74
• 第七章 結論74-76
• 參考文獻76-82
• 致謝82-84
• 作者和導師簡介84-86
• 附件86-87

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 趙琳;張英鋒;李榮煥;馬子川;;VOC的危害及回收與處理技術[J];化學教育;2015年16期

2 劉艷春;王兆春;曾令可;朱文成;王慧;祝杰;;堇青石蜂窩陶瓷的表面改性[J];分析測試學報;2014年09期

3 黃海鳳;戎文娟;顧勇義;常仁芹;盧晗鋒;;ZSM-5沸石分子篩吸附-脫附VOCs的性能研究[J];環(huán)境科學學報;2014年12期

4 董倩;羅漫;陳虹錦;肖文德;;硝酸處理堇青石載體對合成草酸二甲酯整體催化劑結構的影響[J];天然氣化工(C1化學與化工);2013年03期

5 Ping Ning;Juan Qiu;Xueqian Wang;Wei Liu;Wei Chen;;Metal loaded zeolite adsorbents for hydrogen cyanide removal[J];Journal of Environmental Sciences;2013年04期

6 霍英霞;;規(guī)整結構催化劑及反應器[J];大眾科技;2012年11期

7 劉永啟;牟寶杰;鄭斌;劉瑞祥;高振強;;莫來石蜂窩陶瓷的阻力特性[J];陶瓷學報;2012年02期

8 張冷俗;李紅娟;邢超;李紅娟;邱寶軍;;丙烯腈生產技術研究進展[J];彈性體;2011年04期

9 麥榮堅;李永峰;余林;劉祖超;史利濤;潘霽飛;陳林渺;;VOCs催化燃燒整體式催化劑的研究進展[J];化工新型材料;2010年08期

10 馮智星;余炳林;胡勇;謝永恒;;有機廢氣(VOC)處理技術[J];廣東科技;2008年14期

，

本文編號：705989