本文以ANSYS-Workbench模擬軟件為平臺,結(jié)合5000m³/h的甲烷化示范裝置提供的反應(yīng)器結(jié)構(gòu)尺寸、進出口參數(shù)等,對自熱式固定床甲烷化反應(yīng)器進行數(shù)值模擬及分析。首先分析了催化床層的空隙率分布規(guī)律及其與流動特性的聯(lián)系,進而研究了整個反應(yīng)器內(nèi)的流動規(guī)律,在此基礎(chǔ)上基于流量分配均勻的目標(biāo)對反應(yīng)器結(jié)構(gòu)參數(shù)進行了優(yōu)化。然后,在流體流動模型的基礎(chǔ)上,通過將甲烷化動力學(xué)方程以源項的形式添加到組分守恒方程中,從而對甲烷化反應(yīng)過程進行了模擬。提取了溫度以及組分濃度在反應(yīng)器中的分布規(guī)律,并通過改變操作參數(shù)探究影響床層溫度分布與甲烷產(chǎn)率的影響因素。最后,在獲得溫度場的基礎(chǔ)上利用“熱-力耦合”方法對反應(yīng)器進行了結(jié)構(gòu)強度評價。研究結(jié)果表明:（1）利用離散元軟件PFC-3D與有限元軟件ANSYS-APDL耦合建模能夠快速準(zhǔn)確的建立變徑隨機填充球床模型;空隙率在徑向上具有波動性,在近壁面處有壁效應(yīng);流體通過填充球床時,速度在徑向分布上具有與空隙率一致的波動性;隨填充顆粒的減小壓降波動逐漸不明顯。（2）流體在反應(yīng)器內(nèi)的流動緩慢,受邊界層以及空隙率的綜合影響,速度極值出現(xiàn)在中心以及距中心2...

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖2.1魯奇多級甲烷化工藝流程圖

圖2.1魯奇多級甲烷化工藝流程圖Fig.2.1Lurgimultistagemethanationprocessflowdiagram2）TREMPTM多級甲烷化技術(shù)由丹麥Topsoe公司開發(fā)。TREMPTM多級甲烷化工藝流程如圖2.聯(lián)的方式將前兩....

圖2.2TREMPTM多級甲烷化工藝流程圖

圖2.2TREMPTM多級甲烷化工藝流程圖Fig.2.2TREMPTMmultistagemethanationprocessflowdiagram工藝與TREMP工藝基本相同，主要采用操作溫度范圍很寬（23高CEG-LH甲烷化催化劑,CEG-....

圖2.3Davy甲烷化工藝流程圖

圖2.3Davy甲烷化工藝流程圖Fig.2.3Davymethanationprocessflowdiagram化反應(yīng)熱力學(xué)與動力學(xué)分析化反應(yīng)及熱力學(xué)分析

圖3.1床層結(jié)構(gòu)尺寸示意圖

圖3.1床層結(jié)構(gòu)尺寸示意圖Fig.3.1Sizediagramofbedstructure

本文編號：4032768