【摘要】：針對我國“富煤、貧油、少氣”的資源稟賦,通過煤炭資源清潔轉化的工藝,將資源優(yōu)勢轉化成經濟優(yōu)勢。在煤制天然氣甲烷化工藝過程中,甲烷化反應器作為該過程的核心設備,因其強放熱且熱量難以移出的特點成為研究的重點對象。對于甲烷化反應器內部特征參數(shù)場分布的研究,能夠間接的反映出反應器內部化學反應情況,對于實現(xiàn)甲烷化反應器結構優(yōu)化和化學反應強化有重要意義。實測方法無法直接測得反應器內部連續(xù)的特征參數(shù)分布,采用計算機模擬的方法能夠比較準確、全面地反映出整個反應器內部特征參數(shù)連續(xù)性分布情況。冷態(tài)下,通過數(shù)值模擬的方法,獲得了床層在徑向和軸向上的速度、空隙率、壓力分布規(guī)律,擬合了床層空隙率徑向、軸向分布函數(shù),將實驗結果與模擬結果進行對比,驗證了模擬結果的準確性。探究了壁效應對催化劑床層堆積結構及其特征參數(shù)分布的影響,確定了壁效應的影響范圍。研究了重力、管徑比以及催化劑顆粒的粒徑分布函數(shù)對于床層內部堆積結構及流場分布的影響。熱態(tài)下,通過對隨機堆積催化床內部的甲烷化反應模擬,獲得了床層內部溫度場、壓力場、組分濃度等特征參數(shù)場分布。探究了催化劑顆粒粒徑分布、管徑比、物料進口溫度、速度對化學反應的影響,并對催化劑床層長徑比和段數(shù)對化學反應的影響進行探究。獲得的相關結論為實際生產提供建議。
[Abstract]:In view of the resource endowment of "rich in coal, poor in oil and less in gas", the advantages of resources are transformed into economic advantages through the process of clean transformation of coal resources. In the process of methanation from coal to natural gas, methanation reactor, as the core equipment of the process, has become the focus of the research because of its strong exothermic and difficult to remove the heat. The research on the distribution of characteristic parameter field in the methanation reactor can indirectly reflect the chemical reaction inside the reactor, which is of great significance for the optimization of the structure of the methanation reactor and the enhancement of the chemical reaction. The continuous distribution of the characteristic parameters in the reactor can not be directly measured by the measured method. The method of computer simulation can reflect the continuous distribution of the characteristic parameters in the reactor in an all-round way. In the cold state, the radial and axial velocity, voidage and pressure distribution of the bed are obtained by numerical simulation, and the radial and axial distribution functions of the bed voids are fitted. The experimental results are compared with the simulated results, and the experimental results are compared with the simulated results, and the experimental results are compared with those of the simulation, and the experimental results are compared with the simulated results. The accuracy of the simulation results is verified. The effect of wall effect on the stacking structure and characteristic parameter distribution of catalyst bed was investigated, and the influence range of wall effect was determined. The effects of gravity, pipe diameter ratio and the particle size distribution function of catalyst particles on the stacking structure and flow field distribution in the bed were studied. In the thermal state, the distribution of temperature field, pressure field and component concentration in the bed were obtained by simulating the methanation reaction in the random stacking catalytic bed. The effects of particle size distribution, tube diameter ratio, inlet temperature and velocity on the chemical reaction were investigated, and the effects of catalyst bed length / diameter ratio and section number on the chemical reaction were also discussed. The conclusions obtained provide suggestions for practical production.
【學位授予單位】：新疆大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TE665.3

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本文編號：2458135