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《強(qiáng)放熱強(qiáng)吸熱耦合催化反應(yīng)工藝的數(shù)值模擬》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、北京化工大學(xué)碩士學(xué)位論文強(qiáng)放熱/強(qiáng)吸熱耦合催化反應(yīng)工藝的數(shù)值模擬姓名：趙俊東申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：化學(xué)工藝指導(dǎo)教師：劉輝20060606托寮化工丈學(xué)碩士學(xué)位潦文強(qiáng)放熱／強(qiáng)吸熱耦會催化愛應(yīng)工藝的數(shù)值模擬摘要結(jié)構(gòu)化催化劑是～種規(guī)整結(jié)構(gòu)的催化劑，因其具有幾何比表灝積大、轉(zhuǎn)遞性煞好、基降低鶼特點(diǎn)覆在螺境污染控鍘領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。利用維構(gòu)純催化瘌的突出優(yōu)點(diǎn)，并采用高熱導(dǎo)性金屬綦體，將其應(yīng)用于強(qiáng)吸熱與強(qiáng)放熱反應(yīng)豹藕合中，可以減小反戲器鮑體積，改善熱量傳遴性能，大大提高工藝及裝置的集成度，相關(guān)研究對于這種新濺催化劑
2、的翻各以及反威器應(yīng)用具有學(xué)術(shù)和實用意義。本文曾先提出了一種通過翻入高熱導(dǎo)惶的多孔介饜潑善強(qiáng)藏?zé)釟猓未呋磻?yīng)傳質(zhì)性能的新型金屬基結(jié)構(gòu)化催化反應(yīng)器新恩路，并選擇了甲烷健豫燃燒反應(yīng)體系通過詩算流缽力學(xué)(cF羚)模撂驗涯其霹行惶；蒸子模擬結(jié)果分析了濃度、溫度、流速分布的基本特征，流體_釉多孔層表飚之間數(shù)及多我層內(nèi)郝薛楱矮特征及遂閑參數(shù)對蔣矮縫戇酶影睫。研究表稠，該設(shè)計可以減4,#1-部膜傳質(zhì)阻力，并且，由予多孔介質(zhì)層中粘性流的作用改善了多孔閹俸溪性屢審豹磚矮特技，提嘉催他翔有效囂子。零烷戇遴邈濃度以及混含
3、氣進(jìn)口溫度和速度對催化劑內(nèi)、外傳質(zhì)影響檄小。其次，建立了糕合吸激熱反應(yīng)的醫(yī)管姣軸對稱二維反應(yīng)器模跫，以甲烷催化燃燒反應(yīng)和甲烷二氧他碳重整反戚為目標(biāo)體系，通過有限體積法_狃S吼E算法求解模型，得到了反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生化學(xué)反成時的溫度、濃度、速度分布及傳熱和健簇特性?；枘M結(jié)聚討論了反魔器設(shè)計參數(shù)～婦徑i!蔓些三查蘭堡圭鱟堡堡苧向距離、導(dǎo)熱系數(shù)及燃燒側(cè)進(jìn)口參數(shù)、重整側(cè)甲烷、二氧化碳進(jìn)口摩爾比一對反應(yīng)器性能的影響。結(jié)果表明：反應(yīng)器徑向距離是影響反應(yīng)器性能的關(guān)鍵因素，徑向距離大將導(dǎo)致組分及熱量的傳遞不良，從而降
4、低反應(yīng)器性能，此時提高管壁導(dǎo)熱性能對反應(yīng)性能沒有改善；燃燒側(cè)操作參數(shù)對反應(yīng)器影響較小。最后，在耦合吸／放熱反應(yīng)的圓管式反應(yīng)器內(nèi)管管壁兩側(cè)加入多孔介質(zhì)層，建立軸對稱二維反應(yīng)器模型，考察了多孔固體層參數(shù)對反應(yīng)器性能的影響。結(jié)果表明，當(dāng)反應(yīng)器徑向距離較大，加入多孔介質(zhì)層較厚時，重整側(cè)甲烷轉(zhuǎn)化率較低，減小徑向距離和多孔層厚度可以顯著提高轉(zhuǎn)化率，但仍低于同條件下未加入多霪冀蓁鬟羹冀霪，霎
5、囊薹；羹囊妻嘉夔曩；妻冀羹霎簍羹j羹
6、蠶簍囊霧囊冀；墓霎霎霎j囊鋈霧羹薹霎羹ii北京化工大學(xué)碩士學(xué)位論文utilizing
7、theCFDmethodwiththecatalyticcombustionofmethaneasamodelreaction．Parametricalstudiesshowthatthepresentdesignyieldsanenhancedmasstransferbetweenthebulkfluidandthecatalystlayerduetoadecreaseinextemalfilmresistance，andanenhancedmasstransferwithinthesolidph
8、asemainlyduetotheviscousfloweffectwithintheporouscatalystlayer．Secondly,atwo-dimensionalaxisymmetricmodelofcatalytictubereactorcouplingendo／exothermalreactionsisdevelopedwiththecarbondioxidereformingofmethaneandcatalyticcombustionofmethaneasthemodelrea
9、ctions，respectively．Modelequationsaresolvedbyusingthemethodsasmentionedabove．Distributionsofvelocity,temperatureandconcentrationareobtained，andtherebymassandheattransferpropertiesandreactorperformancesarestudied．Theeffectsofdesignandoperationparameters
10、onthereactorperformancearediscussedbasedonthesimulationresults．Itisfoundthattheradialdistanceofthereactorplaysanimportantroleonreactorperformances．Ashortradialdistanceisneededtoensurethatthereactorcanbeoperatedwithhi曲conversionbecauseth
