滴流床中單顆粒及床層尺度加氫脫硫反應(yīng)性能數(shù)值模擬.pdf

1、滴流床反應(yīng)器(TBR)廣泛用于氣液固三相非均相催化反應(yīng)，相間、相內(nèi)以及催化劑表面進(jìn)行著十分復(fù)雜的物理和化學(xué)過程，相間傳質(zhì)和相互作用、催化劑的形態(tài)和有效潤濕率、反應(yīng)器流體力學(xué)、反應(yīng)器模型等這些因素都將影響滴流床的反應(yīng)性能。本文采用數(shù)值模擬的方法，選用二苯并噻吩作為柴油加氫脫硫反應(yīng)的含硫模型化合物，著重考察催化劑形態(tài)、催化劑顆粒尺寸、催化劑顆粒表面潤濕情況等對加氫脫硫(HDS)催化劑單顆粒及滴流床反應(yīng)器的傳遞特性和反應(yīng)特性，以期為加氫脫硫催

2、化劑和滴流床反應(yīng)器技術(shù)的研發(fā)提供基礎(chǔ)依據(jù)。
　　 首先，建立了五種外形（球、圓柱、三葉草、四葉草和齒球）的HDS催化劑的三維CFD單顆粒反應(yīng)模型，用FLUENT進(jìn)行求解計(jì)算，分別考察了催化劑的粒內(nèi)濃度、溫度分布并進(jìn)行了比較;其次，將催化劑顆粒進(jìn)行分區(qū)，建立了五種外形HDS催化劑的部分潤濕TBR模型，用MATLAB進(jìn)行求解計(jì)算，分別考察了催化劑床層的傳遞特性和HDS反應(yīng)特性，并對結(jié)果進(jìn)行比較;最后，采用不同的動(dòng)力學(xué)模型對以上五種外

3、形催化劑建立TBR反應(yīng)器模型，用MATLAB進(jìn)行求解計(jì)算，考察了催化劑床層的傳遞特性和HDS反應(yīng)特性，并對結(jié)果進(jìn)行比較。結(jié)果表明:五種外形催化劑在TBR中的液固傳質(zhì)性能良好，氣液傳質(zhì)性能較差;比較五種外形催化劑的粒內(nèi)溫度和濃度分布發(fā)現(xiàn)，四葉草催化劑的內(nèi)擴(kuò)散和HDS反應(yīng)特性最好，齒球在較三葉草具有大的顆粒尺寸和小的外比表面積的條件下，其內(nèi)擴(kuò)散和HDS反應(yīng)特性較三葉草的好，說明齒球外形有助于減小分子內(nèi)擴(kuò)散的路徑;比較五種外形催化劑的床層傳遞