天然氣非催化部分氧化燒嘴端面?zhèn)鳠徇^程研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-15 08:35
在天然氣非催化部分氧化過程中,燒嘴是關(guān)鍵的核心部件之一,燒嘴使用壽命是影響天然氣非催化部分氧化生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)利益的重要影響因素之一。本文通過熱模實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬研究了天然氣非催化部分氧化燒嘴端面?zhèn)鳠徇^程,為高負(fù)荷比天然氣轉(zhuǎn)化燒嘴的設(shè)計(jì)和應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)。熱模實(shí)驗(yàn)表明在敞開空間中當(dāng)氧/天然氣比例一定時(shí)氣流速度的增加將使得火焰輻射傳熱量減小,此時(shí)燒嘴端面?zhèn)鳠崃肯陆?而在封閉爐膛空間中,氧/天然氣比一定時(shí)氣流速度的增加將使得氣體回流速度提升,對(duì)流傳熱量增加,其占總傳熱量的比例也逐漸提升,因而燒嘴端面?zhèn)鳠崃恐饾u上升。氧/天然氣比的提升使得燃燒溫度升高,但在敞開空間中提升氧/天然氣比的同時(shí)增加了氧氣速度,使得燒嘴端面呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì);在封閉爐膛空間中氧/天然氣比的增加將使得燒嘴端面?zhèn)鳠崃砍掷m(xù)增加,但該變化幅度將隨著氧/天然氣比的增大而逐漸減小。CO2的通入氧氣通道時(shí)將影響反應(yīng)路徑和傳熱過程,由O2+H為主的反應(yīng)轉(zhuǎn)化為CO2+H為主的反應(yīng),同時(shí)提升了對(duì)火焰輻射有阻礙作用的多原子氣體的含量,因此在隨著氧氣中CO2含量的增加,燒嘴端面?zhèn)鳠崃繉a(chǎn)生突變式的下降。通過建立天然氣非催化部分氧化傳熱模型...
【文章來(lái)源】:華東理工大學(xué)上海市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:77 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2.1天然氣蒸汽二段轉(zhuǎn)化技術(shù)工藝流程圖??Fig.?2.1?Process?flow?of?the?two?stages?reformer??
圖2.2非催化部分氧化爐內(nèi)特征分區(qū)??Fig.?2.2?Flow?patterns?in?the?NC-POX?reactor??
華東理工大學(xué)碩士學(xué)位論文?第5面??_?OxffjgenMr??¥w6Mi)ck?H?:丨...??and?ttea?n?1—??A??/\?[\?(.'omhttitkHi??/y?M?\V?^?chawiHef??mimnminm?c?iai?M??■?S>iKb〇i4???圖2.3自熱轉(zhuǎn)化反應(yīng)器示意圖??Fig.?2.3?Diagram?of?the?ATR?reactor??2.1.4二氧化碳轉(zhuǎn)化技術(shù)??二氧化碳轉(zhuǎn)化技術(shù)(Dry?Reforming,?DRM)又被稱為干轉(zhuǎn)化技術(shù),是指天然氣與C〇2??反應(yīng)產(chǎn)生合成氣的過程。此生產(chǎn)過程需要外加熱量,但要求的生產(chǎn)溫度較低,可以在800°C??以下進(jìn)行反應(yīng),在常壓條件下,其生產(chǎn)的H2/CO的比例在1左右[16]。??C〇2轉(zhuǎn)化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于該技術(shù)能夠有效實(shí)現(xiàn)C02的利用,達(dá)到節(jié)能減排的目的,??同時(shí)該技術(shù)消耗的水蒸氣較低,適用于缺水的地區(qū)。目前該技術(shù)尚未完全實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生??產(chǎn),其存在的主要問題在于副反應(yīng)容易產(chǎn)生積碳使得催化劑失活,而該技術(shù)選擇的催化??劑主要為過渡金屬,在實(shí)際生產(chǎn)過程中都比較昂貴,因此該技術(shù)在實(shí)際工程生產(chǎn)中的應(yīng)??用還需要更進(jìn)一步的研宄[17]。??2.1.5催化部分氧化技術(shù)??催化部分氧化技術(shù)(Catalytic?partial?oxidation,?CPOX)是天然氣和氧氣的混合氣體??在催化劑的作用下產(chǎn)生合成氣的技術(shù),整個(gè)過程輕微放熱,反應(yīng)條件溫和,產(chǎn)物氣體屮??H2/CO的比例接近2:1,非常適合于后續(xù)生產(chǎn)甲醇、二甲醚等高級(jí)醇和烴類物質(zhì)Ml。??催化部分氧化技術(shù)尚未實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的生產(chǎn),H前其研宄方向主要集中在催化劑性能??的考察和制備
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]“一帶一路”新形勢(shì)下新疆石油和化學(xué)工業(yè)發(fā)展的若干思考[J]. 黃晟,何雨初,李振宇. 化工進(jìn)展. 2019(01)
[2]焦?fàn)t氣制乙二醇工藝技術(shù)方案優(yōu)化和經(jīng)濟(jì)性分析[J]. 周敬林,王煊,吳艷,賀鑫平,屈艷莉,陳斌. 化學(xué)工程. 2018(11)
[3]Review on active thermal protection and its heat transfer for airbreathing hypersonic vehicles[J]. Yinhai ZHU,Wei PENG,Ruina XU,Peixue JIANG. Chinese Journal of Aeronautics. 2018(10)
[4]殼牌氣化爐粉煤燒嘴損壞原因分析[J]. 康思樂. 山西化工. 2018(02)
[5]甲烷/氧氣層流同軸射流擴(kuò)散火焰OH*自由基的數(shù)值研究[J]. 何磊,龔巖,郭慶華,胡翀赫,于廣鎖. 光譜學(xué)與光譜分析. 2018(03)
[6]國(guó)家能源局制定2018年能源工作指導(dǎo)意見[J]. 中國(guó)核電. 2018(01)
[7]GSP氣化爐水冷壁以渣抗渣煤質(zhì)適應(yīng)性研究[J]. 蔡力宏,吳躍,楊磊,井云環(huán),羅春桃. 現(xiàn)代化工. 2017(12)
[8]矩形通道超臨界再生冷卻技術(shù)研究綜述[J]. 袁鑫,寇志海,趙國(guó)昌,李彬彬,曾文,李廣超. 飛航導(dǎo)彈. 2017(05)
[9]氧化劑含氧濃度對(duì)甲烷反擴(kuò)散火焰光譜特性影響實(shí)驗(yàn)研究[J]. 王寶璐,額日其太,李挺. 推進(jìn)技術(shù). 2017(04)
[10]天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化制氫裝置節(jié)能降耗技術(shù)改造[J]. 閆龍. 天然氣化工(C1化學(xué)與化工). 2016(03)
碩士論文
[1]氣膜冷卻流動(dòng)與傳熱特性的數(shù)值模擬[D]. 劉建紅.東北電力大學(xué) 2007
[2]天然氣擴(kuò)散燃燒炭黑生成及與火焰輻射和NOX排放相互作用研究[D]. 宋在樂.上海交通大學(xué) 2007
本文編號(hào):2978593
【文章來(lái)源】:華東理工大學(xué)上海市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:77 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2.1天然氣蒸汽二段轉(zhuǎn)化技術(shù)工藝流程圖??Fig.?2.1?Process?flow?of?the?two?stages?reformer??
圖2.2非催化部分氧化爐內(nèi)特征分區(qū)??Fig.?2.2?Flow?patterns?in?the?NC-POX?reactor??
華東理工大學(xué)碩士學(xué)位論文?第5面??_?OxffjgenMr??¥w6Mi)ck?H?:丨...??and?ttea?n?1—??A??/\?[\?(.'omhttitkHi??/y?M?\V?^?chawiHef??mimnminm?c?iai?M??■?S>iKb〇i4???圖2.3自熱轉(zhuǎn)化反應(yīng)器示意圖??Fig.?2.3?Diagram?of?the?ATR?reactor??2.1.4二氧化碳轉(zhuǎn)化技術(shù)??二氧化碳轉(zhuǎn)化技術(shù)(Dry?Reforming,?DRM)又被稱為干轉(zhuǎn)化技術(shù),是指天然氣與C〇2??反應(yīng)產(chǎn)生合成氣的過程。此生產(chǎn)過程需要外加熱量,但要求的生產(chǎn)溫度較低,可以在800°C??以下進(jìn)行反應(yīng),在常壓條件下,其生產(chǎn)的H2/CO的比例在1左右[16]。??C〇2轉(zhuǎn)化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于該技術(shù)能夠有效實(shí)現(xiàn)C02的利用,達(dá)到節(jié)能減排的目的,??同時(shí)該技術(shù)消耗的水蒸氣較低,適用于缺水的地區(qū)。目前該技術(shù)尚未完全實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生??產(chǎn),其存在的主要問題在于副反應(yīng)容易產(chǎn)生積碳使得催化劑失活,而該技術(shù)選擇的催化??劑主要為過渡金屬,在實(shí)際生產(chǎn)過程中都比較昂貴,因此該技術(shù)在實(shí)際工程生產(chǎn)中的應(yīng)??用還需要更進(jìn)一步的研宄[17]。??2.1.5催化部分氧化技術(shù)??催化部分氧化技術(shù)(Catalytic?partial?oxidation,?CPOX)是天然氣和氧氣的混合氣體??在催化劑的作用下產(chǎn)生合成氣的技術(shù),整個(gè)過程輕微放熱,反應(yīng)條件溫和,產(chǎn)物氣體屮??H2/CO的比例接近2:1,非常適合于后續(xù)生產(chǎn)甲醇、二甲醚等高級(jí)醇和烴類物質(zhì)Ml。??催化部分氧化技術(shù)尚未實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的生產(chǎn),H前其研宄方向主要集中在催化劑性能??的考察和制備
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]“一帶一路”新形勢(shì)下新疆石油和化學(xué)工業(yè)發(fā)展的若干思考[J]. 黃晟,何雨初,李振宇. 化工進(jìn)展. 2019(01)
[2]焦?fàn)t氣制乙二醇工藝技術(shù)方案優(yōu)化和經(jīng)濟(jì)性分析[J]. 周敬林,王煊,吳艷,賀鑫平,屈艷莉,陳斌. 化學(xué)工程. 2018(11)
[3]Review on active thermal protection and its heat transfer for airbreathing hypersonic vehicles[J]. Yinhai ZHU,Wei PENG,Ruina XU,Peixue JIANG. Chinese Journal of Aeronautics. 2018(10)
[4]殼牌氣化爐粉煤燒嘴損壞原因分析[J]. 康思樂. 山西化工. 2018(02)
[5]甲烷/氧氣層流同軸射流擴(kuò)散火焰OH*自由基的數(shù)值研究[J]. 何磊,龔巖,郭慶華,胡翀赫,于廣鎖. 光譜學(xué)與光譜分析. 2018(03)
[6]國(guó)家能源局制定2018年能源工作指導(dǎo)意見[J]. 中國(guó)核電. 2018(01)
[7]GSP氣化爐水冷壁以渣抗渣煤質(zhì)適應(yīng)性研究[J]. 蔡力宏,吳躍,楊磊,井云環(huán),羅春桃. 現(xiàn)代化工. 2017(12)
[8]矩形通道超臨界再生冷卻技術(shù)研究綜述[J]. 袁鑫,寇志海,趙國(guó)昌,李彬彬,曾文,李廣超. 飛航導(dǎo)彈. 2017(05)
[9]氧化劑含氧濃度對(duì)甲烷反擴(kuò)散火焰光譜特性影響實(shí)驗(yàn)研究[J]. 王寶璐,額日其太,李挺. 推進(jìn)技術(shù). 2017(04)
[10]天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化制氫裝置節(jié)能降耗技術(shù)改造[J]. 閆龍. 天然氣化工(C1化學(xué)與化工). 2016(03)
碩士論文
[1]氣膜冷卻流動(dòng)與傳熱特性的數(shù)值模擬[D]. 劉建紅.東北電力大學(xué) 2007
[2]天然氣擴(kuò)散燃燒炭黑生成及與火焰輻射和NOX排放相互作用研究[D]. 宋在樂.上海交通大學(xué) 2007
本文編號(hào):2978593
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