發(fā)布時(shí)間：2019-04-15 12:06

【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(zhuǎn)化的工藝,將資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化成經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。在煤制天然氣甲烷化工藝過程中,甲烷化反應(yīng)器作為該過程的核心設(shè)備,因其強(qiáng)放熱且熱量難以移出的特點(diǎn)成為研究的重點(diǎn)對象。對于甲烷化反應(yīng)器內(nèi)部特征參數(shù)場分布的研究,能夠間接的反映出反應(yīng)器內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)情況,對于實(shí)現(xiàn)甲烷化反應(yīng)器結(jié)構(gòu)優(yōu)化和化學(xué)反應(yīng)強(qiáng)化有重要意義。實(shí)測方法無法直接測得反應(yīng)器內(nèi)部連續(xù)的特征參數(shù)分布,采用計(jì)算機(jī)模擬的方法能夠比較準(zhǔn)確、全面地反映出整個(gè)反應(yīng)器內(nèi)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(shí)驗(yàn)結(jié)果與模擬結(jié)果進(jìn)行對比,驗(yàn)證了模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性。探究了壁效應(yīng)對催化劑床層堆積結(jié)構(gòu)及其特征參數(shù)分布的影響,確定了壁效應(yīng)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(nèi)部堆積結(jié)構(gòu)及流場分布的影響。熱態(tài)下,通過對隨機(jī)堆積催化床內(nèi)部的甲烷化反應(yīng)模擬,獲得了床層內(nèi)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(jìn)口溫度、速度對化學(xué)反應(yīng)的影響,并對催化劑床層長徑比和段數(shù)對化學(xué)反應(yīng)的影響進(jìn)行探究。獲得的相關(guān)結(jié)論為實(shí)際生產(chǎn)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(xué)位授予單位】：新疆大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TE665.3

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本文編號：2458135