【摘 要】
：
煤焦油加热炉是悬浮床加氢装置的组成部分。竖直U型炉管和横管跑道型炉管是煤焦油加热炉中的重要部件,煤焦油中携带的催化剂颗粒会对两种结构不同的炉管管壁造成冲蚀,煤焦油的受热不均等情况会导致炉管结焦。本文基于计算流体力学（CFD）软件,采用数值模拟方法对两种类型炉管内部的冲蚀以及传热结焦问题进行研究,对煤焦油加热炉安全运行具有重要的意义。本文利用FLUENT软件,基于Mixture-DPM双向耦合模型开
论文部分内容阅读
煤焦油加热炉是悬浮床加氢装置的组成部分。竖直U型炉管和横管跑道型炉管是煤焦油加热炉中的重要部件,煤焦油中携带的催化剂颗粒会对两种结构不同的炉管管壁造成冲蚀,煤焦油的受热不均等情况会导致炉管结焦。本文基于计算流体力学（CFD）软件,采用数值模拟方法对两种类型炉管内部的冲蚀以及传热结焦问题进行研究,对煤焦油加热炉安全运行具有重要的意义。本文利用FLUENT软件,基于Mixture-DPM双向耦合模型开展了悬浮床加氢工艺中常见的炉管内气液固多相流场流动情况数值模拟,分析了在不同质量流量、流速、颗粒直径下固体颗粒对两种炉管管壁的冲蚀规律。结果表明,U型炉管在入口弯管处、弯管中间处、出口处会产生明显的冲蚀现象,且依次减弱。跑道型弯管整体部分会产生断断续续区域性的冲蚀,其中最严重的部分发生在弯管中间处。流体的颗粒质量流量、速度与颗粒直径的增大均会增加管壁的冲蚀率,其中速度对冲蚀率的影响最大。与U型炉管对比,跑道型炉管在不同条件下冲蚀率均远远低于U型炉管。颗粒直径为200μm时,是影响两种炉管冲蚀率的关键节点,当在50μm-200μm时,随着颗粒直径增大最大冲蚀率增加;当大于200μm时,冲蚀率开始减少。同时,本文在结合工业数据验证传热模拟正确性的基础上,对炉管内气液固三相传热规律进行了模拟计算。通过对炉管完整模型的简化,基于分区计算的思想研究了两种炉管内部温度、速度及气液两相的分布规律,分析了炉管内部可能发生结焦的位置。结果表明,跑道型炉管传热效率更高,跑道型炉管出口温度比U型炉管高1.52%;跑道型炉管结焦易发生在炉管上部第一和第二个管程;U型管道结焦更容易发生在靠近地面处的弯道内侧。
其他文献
近年来,拓扑绝缘体已经成为自旋电子学领域的研究热点之一,其新颖独特的性质令其在自旋器件中有着重要的应用。与经典的金属和绝缘体不同,拓扑绝缘体是一种体相绝缘态,表面态为金属态的特殊材料。拓扑绝缘体的表面态受时间反演对称的保护,表面态中的电子具有自旋动量锁定的性质,抑制了来源于晶格中杂质或者缺陷的弹性散射。以硒化铋（Bi2Se3）和碲化铋（Bi2Te3）为主的拓扑绝缘体的研究,极大的推动了拓扑绝缘体在
煤炭是我国工业过程中生产的不可或缺的原材料,占我国能源消费总量的很大一部分。清洁煤技术的持续发展对保障国家能源安全具有深远的历史意义,能够从根本上减少污染问题,促进国民经济快速有效发展。煤气化工艺是煤资源洁净核心技术的重要组成部分,它的发展不仅使煤资源得到高效、清洁的利用,而且减少了环境污染,对其气化过程进行建模和优化具有重要的现实意义。本文使用Barracuda软件对航天炉粉煤气化过程进行模拟,
全新世的海陆变迁直接塑造了现代的海岸地貌以及现代人类生存和发展的环境。新石器时代人类文明的发展与人类活动的范围也深受到海岸线变化的制约。因此,在包含有全新世海相层和新石器时代文化层的考古遗址地层中,寻找海平面变化和人类活动的信息,探索全新世海陆变迁对新石器时代人类活动的影响,不仅对于揭示全新世海平面变化规律和新石器时代人类活动之间的相互作用机制有着十分重要的理论意义,而且还可以为沿海地区经济社会可
煤炭、油页岩、生物质等固体含碳燃料的合理利用,关系到能源利用的可持续性发展。气化作为一种清洁高效的利用方式,可以应用于大部分固体含碳燃料的加工,不仅可以生产高品质的燃气或合成气,还可以大大减少有害气体和固体等产物对环境的污染。固体含碳燃料的气化过程可以分解为燃料热解与半焦气化两个主要步骤。本文将气化反应过程分解成两个反应过程分别进行考察,并就热解温度对后续气化反应的影响进行分析研究。最后求取反应过
深入研究低阶煤煤焦油再次反应机理对调控煤热解过程中焦油的组成、收率和性质有重要作用,进而可实现煤的高效和清洁利用。煤焦油含有上百种物质,并且其再次反应过程由自由基驱动,反应快速,难以用先进的实验方法或高精度的量化方法原位检测。ReaxFF MD可描述复杂体系的化学反应机理,且不必预先定义反应路径,为从分子层次认识煤焦油再次反应过程的全景式图景提供了理论支撑。为利用ReaxFF MD模拟开展淖毛湖低
不论是在染料敏化太阳能电池,还是光传感、光催化等研究领域,有机染料的结构对其性能都有极其重要的作用。理论计算是推进新型高性能材料的发现和应用的重要途径之一,通过对光催化制氢和可调谐激光器中有机染料分子关键物理参数的理论计算研究,可以指导后续性能优良有机染料分子的实验合成。通过调研,选取了在光驱动催化制氢和可调谐激光器中表现出良好性能的有机染料分子EY2-、LA3作为母体结构,修饰其基团结构,基于密
煤焦油沥青（Coal tar pitch,CTP,简称煤沥青）的性质较差,应用受限,极大地影响了煤焦油行业的发展。本文以陕北某中低温煤沥青为原料,采用热转化反应进行轻质化生产燃料油,从而提高煤沥青的附加值。考察了不同性质的CTP及反应条件的差异对热转化产物组成分布与性质的影响,通过GC-MS、FT-ICR MS等手段对液体产物的分子组成进行表征,并探究了原料及液体产物中酸性含氧化合物的热转化规律,
目前,随着化石燃料的广泛使用,环境受到严重污染。在工业生产中,由于化石燃料的不充分燃烧,产生了大量有害的细微颗粒物。为了有效控制细微颗粒物的排放、保护大气环境,本文采用气固并流式轴向移动床分离系统来尝试实现这一目标。首先设计、搭建一套气固并流式轴向移动床大型冷模实验装置,以用于实现气固分离功能。进而分别针对两种不同物理性质（颗粒粒径、空隙率）的捕集颗粒进行了无尘和含尘负荷实验。在无尘负荷条件下（“
管柱式气液分离器（Gas-liquid Cylindrical Cyclone,简称GLCC）,因其物料停留时间短、分离效率高、处理量大、占地面积小、成本低、承压能力强等优点,更能适应水下苛刻条件,在深海油气开发领域逐渐取得广泛应用。本文主要介绍了壁面润湿性条件对GLCC分离性能的影响。通过设计搭建GLCC装置,并使用不同润湿性涂料改变GLCC主筒体上部空间内壁面润湿性,分析了超亲水、亲水、疏水、
在哺乳动物胚胎发育过程中,心脏是第一个出现的器官,它是循环系统的核心,对机体正常的生长发育至关重要。心肌细胞富含大量的线粒体,它们提供充足的能量从而维持心脏时时刻刻高强度的收缩。随着这些年对心脏研究的不断深入,人们逐渐认识到线粒体的功能和能量代谢在心肌细胞成熟和心脏发育中发挥着不可或缺的作用。然而,与出生后的心肌细胞相比,人们对胚胎期心肌细胞线粒体和代谢的了解仍十分匮乏。根据现有的一些相关报道,我