流態(tài)化制備活性炭負載醋酸鋅催化劑的數(shù)值研究.pdf

1、醋酸乙烯是一種重要的有機化工原料，應(yīng)用前景廣闊，其合成過程主要采用活性炭負載醋酸鋅作為催化劑，國內(nèi)醋酸乙烯行業(yè)對該催化劑的需求量巨大。目前，國內(nèi)制備活性炭負載醋酸鋅催化劑多采用上世紀七八十年代的技術(shù)，催化劑產(chǎn)品存在均勻性差、產(chǎn)量小等弊端，本文圍繞上述問題開展了以下研究工作:
　　(1)分析了催化劑制備過程中氣體與活性炭顆粒之間，以及顆粒與顆粒之間的作用關(guān)系，對于由兩種密度不同的固體顆粒組分組成的混合物料，分別將其看作兩相，各顆粒組

2、分所對應(yīng)的粒徑、密度和彈性恢復系數(shù)等參數(shù)都分別進行設(shè)置，建立了流化床內(nèi)氣固兩相流、氣液固三相流和氣固固三相流的計算模型，其中氣相作為第一相（連續(xù)相），液相和固相均作為第二相（顆粒相）。
　　(2)運用大型商用模擬軟件FLUENT中的歐拉多相流模型和PC-SIMPLE算法，模擬了活性炭負載醋酸鋅催化劑制備過程中流化床內(nèi)的氣固流動情況，分析了氣泡生成、長大和破裂的過程，研究了床內(nèi)活性炭顆粒在不同操作件下的流化特性，為優(yōu)化制備活性炭負載

3、醋酸鋅催化劑的流化床反應(yīng)器的操作條件提供了依據(jù)。
　　(3)利用FLUENT中的歐拉多相流模型對活性炭負載醋酸鋅催化劑制備過程中的氣液固三相流和氣固固三相流進行了模擬。模擬結(jié)果表明，噴灑出的醋酸鋅液滴在床層中會呈現(xiàn)不均勻分布，由此而導致床層上部的活性炭顆粒會比下部的顆粒接觸到更多的醋酸鋅溶液，造成不同位置的活性炭顆粒因吸附不同量的溶液而影響到催化劑產(chǎn)品的均勻性。針對上述問題提出一種新的動態(tài)規(guī)則操作方式，分階段交替進行醋酸鋅溶液噴灑

4、浸漬與干燥，從而實現(xiàn)催化劑載量均勻。結(jié)合提出的動態(tài)規(guī)則操作方式，對不同密度顆粒進行了分層反轉(zhuǎn)模擬，模擬結(jié)果表明，對于密度差較大的兩種顆粒，重顆粒下沉輕顆粒上浮，能很好地實現(xiàn)分層反轉(zhuǎn)，而對密度差較小的兩種顆粒反轉(zhuǎn)效果則不明顯，提高氣速不能改善反轉(zhuǎn)效果，反而會造成輕重顆粒的混合加劇。
　　(4)對活性炭負載醋酸鋅催化劑的干燥過程進行了理論分析，討論了干燥過程的不同階段所對應(yīng)的不同情況，結(jié)合動態(tài)流態(tài)化干燥的操作方法，可以更好地滿足醋酸鋅