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《北京石油化工学院》 2019年
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滴流床近壁颗粒气液两相动三维CFD模拟

张荣荣  
【摘要】:滴流床反应器是一种重要的气液固三相催化反应器,广泛应用于石油炼制、石油化工等各个行业,尤其是在柴油和汽油的加氢处理中。多年来,研究者在宏观尺度上针对滴流床反应器中的气液两相流动相关参数进行了大量的研究,但是对滴流床内气液两相局部流动行为的研究报道较少。滴流床中局部液体在催化剂上分布不均匀或者气液流体在催化剂床层中形成短路、沟流等现象,将造成反应器性能下降。充分认识催化剂床层局部的流体力学特性,对于滴流床反应器设计、放大和优化工作来说十分重要。本文使用CFD软件及VOF体积模型来模拟气液两相绕流催化剂颗粒的表面流动现象。通过观察位于滴流床催化剂床层中间位置和近壁位置的颗粒,其滴流过程中液体在颗粒表面的流动现象。结果表明对于床层中间位置处的颗粒,液体在颗粒表面上的分布均匀性与气速及液速有着较强的关联性,其单颗粒流型也与宏观流型较吻合。而对于近壁位置的颗粒,气速与液速对表面液体分布的影响更大,与宏观流型相比,近壁颗粒流型跃迁曲线整体向左偏移。定义了三个函数来定量表示液相在颗粒表面分布的均匀性。结合以上导致流型跃迁及液膜分布变化的因素,避免催化剂床层局部沟流现象,提供了参考的操作范围。分别考察了气相速度、液相速度、颗粒大小等因素对位于中间位置和近壁位置颗粒表面液膜分布和颗粒下端气相漩涡大小的影响。结果表明位于中间位置的颗粒,气相旋涡的半径随着气相速度的增加而增加,随着液相速度的增加而减小;增加气速或液速,都会增加颗粒表面润湿率,一定范围内液滴尺寸的改变对颗粒下端气相漩涡半径和表面液膜分布的影响不明显。位于近壁位置颗粒下端的旋涡半径要低于中间位置颗粒的旋涡半径,壁面效应还会导致颗粒下端左右两个旋涡大小出现较大的差异。近壁距离较小时,液滴容易堆积在颗粒和壁面空隙之间,颗粒下端气相旋涡半径变小,颗粒表面液膜分布不均。气速和液速对近壁位置颗粒下端旋涡半径的影响与中间位置颗粒相同,在低气速和低液速下,颗粒下端通常只出现左旋涡,颗粒表面液膜向近壁侧偏移并堆积,导致液膜分布不均。
【学位授予单位】:北京石油化工学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:O359;TQ052.5

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 吴煜斌;郝惠娣;郭玉婷;;滴流床反应器基于CFD的流体力学研究[J];西北大学学报(自然科学版);2015年05期
2 敖晗;周先锋;张利军;房艳;彭晖;戴伟;;滴流床反应器数值模拟的研究进展[J];石油化工;2015年06期
3 郭玉婷;吴煜斌;郝惠娣;;三相滴流床反应器基于CFD的模拟方法探究[J];广东化工;2015年05期
4 孙凤丹;许松林;;水平单管外液膜厚度的CFD模拟[J];化工机械;2012年02期
5 洪文鹏;刘燕;周云龙;;基于高速图像采集的管束间气液两相绕流旋涡特性研究[J];动力工程学报;2011年01期
6 兰江安;;滴流床反应器持液量的滞后现象[J];广州化工;2009年02期
7 刘双科;单明;王建永;杨彩青;;颗粒堆积型多孔介质内弯曲流道毛细管束模型的研究[J];矿冶;2007年01期
8 霍宏敏,朱豫飞,王更新;滴流床反应器内液体分布的研究[J];炼油设计;2001年10期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 胡佳玮;黄彬杰;程振民;周志明;;苯乙炔选择性加氢滴流床反应器内的液相轴向返混特性[J];化工学报;2014年01期
2 路铭超;李亚洲;熊珍琴;;汽水分离器性能试验研究[J];动力工程学报;2013年01期
3 赵辉;喻芳;山红红;杨朝合;;滴流床加氢裂化反应器内流体流动的数值模拟[J];中国石油大学学报(自然科学版);2009年04期
4 张建国;李德伏;孔庆单;张统;王树东;;影响双氧水生产用钯催化剂稳定性因素的研究[J];化工科技;2008年04期
5 刘荣江;赵辉;杨青松;;轻汽油醚化反应器内流动状况的数值模拟[J];计算机与应用化学;2007年02期
6 刘国庆;精细化工中的气-液-固加氢反应器[J];浙江化工;2004年03期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨力;刘有智;;分层填料旋转床气相流场的CFD模拟研究[J];化学工程;2013年05期
2 靳亚斌;周三平;张高超;;基于多孔介质模型的填料塔数值模拟研究[J];河南科技;2012年18期
3 赵伟;初旭铭;贾忱;韩毓旺;陈良勇;胡燚;;乙醇脱水固定床反应器数值模拟的研究[J];石油化工;2013年01期
4 赵辉;喻芳;山红红;杨朝合;;滴流床加氢裂化反应器内流体流动的数值模拟[J];中国石油大学学报(自然科学版);2009年04期
5 ;Numerical simulation of spray performance based on the Euler-Lagrange Approach[J];Journal of Thermal Science;2009年01期
6 张吕鸿;吴崎兵;张海涛;尹玉国;;大型塔进料分布器二相流场数值分析[J];化学工程;2008年12期
7 孙守峰;蓝兴英;马素娟;高金森;;催化重整固定床反应器传递及反应过程的数值模拟[J];石油学报(石油加工);2008年01期
8 王华;李光明;张蓓;;滴流床反应器催化湿式氧化法处理碱渣废水[J];化工进展;2007年02期
9 阎维平,叶学民,李洪涛;液体薄膜流的流动和传热特性[J];华北电力大学学报;2005年01期
10 李光明,赵建夫,王华,赵修华,周仰原;滴流床催化湿式氧化苯酚的动力学[J];环境科学;2004年03期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴元欣,陈启明,李定或;滴流床性能改进的研究[J];武汉化工学院学报;1996年02期
2 吴元欣,陈启明,李定或;滴流床设计放大中的重要参数及其数学模型[J];武汉化工学院学报;1997年02期
3 陈中亮,蔡云升,李盘生;滴流床气液界面液相传质系数的研究[J];化工学报;1985年03期
4 杨建利,李建隆;临氢降凝反应器的模拟计算[J];高校化学工程学报;1992年03期
5 王伟文,赵九新,刘继泉,孙海燕,李建隆;加压滴流床中液体返混系数的测算与实验误差分析[J];青岛化工学院学报;1997年01期
6 张治和;张孟霖;;关于小型加氢滴流床的流体力学与传质(下)[J];石油炼制与化工;1979年07期
7 张治和;张孟霖;;关于小型加氢滴流床的流体力学与传质(上)[J];石油炼制与化工;1979年06期
8 ;滴流床电解池现场生产过氧化氢[J];化工文摘;2000年08期
9 刘乃汇,刘辉,李成岳,陈标华,徐春明;低、高压滴流床中压降和持液量计算的统一关系式[J];化工学报;2003年04期
10 江志东,陈瑞芳,吴平东;部分润湿滴流床的文献综述[J];化学工业与工程;1998年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 戴成勇;滴流床中苯甲腈催化加氢制苯甲胺的研究[D];上海大学;2017年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 蔡凯华;基于多孔介质模型的滴流床内液相分布特性的研究[D];西安理工大学;2018年
2 张荣荣;滴流床近壁颗粒气液两相动三维CFD模拟[D];北京石油化工学院;2019年
3 褚庆柱;滴流床流率分布的模拟与整流[D];中国海洋大学;2003年
4 喻芳;滴流床加氢裂化反应器的数值模拟[D];中国石油大学;2009年
5 刘乃汇;高压滴流床中多相流动及传质特性研究[D];北京化工大学;2002年
6 程正;多相催化邻硝基苯胺与乙醇一步合成2-甲基苯并咪唑的研究[D];浙江工业大学;2015年
7 尹祎轩;滴流床反应器颗粒尺度的模拟与优化[D];华东理工大学;2018年
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