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文檔簡介
1、本文根據(jù)水氣變換催化反應變換爐的氣相初始進料的特點,采用計算流體力學方法對變換爐內(nèi)作流場可視化模擬。通過建立變換爐三維模型,分別討論了雙列葉片式氣體分布器和雙切環(huán)流式氣體分布器對變換爐內(nèi)流場的均布作用,模擬結(jié)果表明,兩種分布器對氣相初始分布有明顯改善和優(yōu)化,總體表現(xiàn)在在進氣分布更加均勻、壓降更低、成本更低,有利于變換爐傳質(zhì)效率的提高。其中雙列葉片式氣體分布器對上爐膛的流場均布改善明顯,雙切環(huán)流式氣體分布器對下爐膛的流場均布改善效果明顯。
2、基于以上兩種分布器及其特點,分別優(yōu)化雙入口進氣比及分布器側(cè)壁入口安裝高度的數(shù)據(jù),結(jié)果表明:雙列葉片式氣體分布器當安裝高度為Y3m,進氣分流比為7∶5,壓力降為71Pa,出口處最大流速為9.91m/s,流場均布最佳;雙切環(huán)流式氣體分布器側(cè)壁進口高度為4.3m,雙入口分流比為9∶3時,其壓力降為79Pa,出口最大流速為10.66m/s,均布效果最佳。
針對兩種分布器的優(yōu)缺點分別作了改進設(shè)計。在水氣變換反應爐中,如使用雙列葉片式氣體
3、分布器,可以選擇在分布器下封蓋開孔且加導流板的改進設(shè)計安裝,可進一步改善下爐膛流場均布;如選擇雙切葉片式氣體分布器,可以選擇在頂部進氣口處增設(shè)導流板,或者在分布器下方合適位置安裝分布環(huán),可以提高整個爐膛的流場均布。
在上述的模型中添加氣固相能量反應模型、添加UDS多孔介質(zhì)模型做數(shù)值模擬,對以上的設(shè)計加以論證。模擬結(jié)果與Wei-Hsin Chen實驗值基本相符。同時將該模型應用于某化工廠變化爐中,所得CO轉(zhuǎn)化率接近且高于生產(chǎn)值。
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