一、滴流床反应器中泡沫流床层压降的实验研究（论文文献综述）
翟剑[1]（2021）在《滴流床反应器流体力学参数建模研究》文中进行了进一步梳理滴流床是一种结构简单的气-液-固三相固定床反应器,反应器床层内散乱堆砌的催化剂形成了错综复杂的流动通道,气液两相的流动规律受到了反应器内多种相互作用的影响。持液量和压降是滴流床反应器两个重要的流体力学参数,也是衡量反应器性能的主要指标,在反应器的设计和优化过程中至关重要,受到了床层特征、气液流速和流体性质等参数的影响。目前,滴流床反应器流体力学参数的预测方法包括:经验模型、现象学模型、计算流体力学模型以及机器学习模型。前三种方法较为传统且使用最多,但是反应器气液两相流体流动规律复杂、流动的影响机理并未完全明确,造成了传统的预测模型精度低,泛化性差的问题。机器学习算法是一种新颖的建模方法,能够在无需完全明确机理的情况下完成对反应器流体力学参数的建模,其建模效率要高于传统的建模方法。因此,本文采用随机森林（RF）和深度置信网络（DBN）的机器学习算法对滴流床反应器的流体力学参数进行了建模研究。首先,根据滴流床反应器的先验知识,整合了文献中公开发表的实验数据作为原始数据集,并随机划分80%的原始数据用于模型训练,其余20%的原始数据用于模型测试。然后采用随机森林的方法评估训练数据的特征重要性,选择了累计重要性接近95%的特征组合作为预测模型输入,数据在经过归一化处理后用于训练深度置信网络模型。以均方误差为模型性能指标对DBN模型的隐藏层数和隐藏层节点数进行优化。通过对比分析,确定了DBN模型结构参数的最佳组合并分别完成了对反应器持液量和压降模型的训练。通过模型测试可知,持液量和压降RF-DBN预测模型的均方误差MSE分别为1.2E-4和1.23,平均相对误差MRE分别为4.81%和15.03%,决定系数R2分别为0.967和0.975,相比于其他模型RF-DBN模型的模型精度最高,泛化能力最强,且模型对输入特征的变化敏感,符合气液两相的流动规律,可以作为一种新的方法用于滴流床反应器流体力学参数的预测。最后,使用MATLAB的GUI功能设计了基于RF-DBN模型的滴流床反应器流体力学参数预测系统,该系统实现了对滴流床反应器持液量和压降的预测功能以及RF-DBN模型的自定义训练功能,为滴流床反应器预测模型的应用提供便捷。
刘亚朝[2]（2020）在《旋转滴流床反应器的流体力学特性及催化加氢反应研究》文中提出多相催化反应占过程工业中化学反应的80%以上。作为重要的催化反应器之一,滴流床反应器广泛应用于气液固三相催化加氢反应,反应器内液膜厚度、更新速率等流体力学参数是影响界面传递与反应的关键。在常规重力场下,滴流床反应器自身难以实现对液膜流体力学行为的有效调变,从而难以调控多相催化反应的性能。超重力旋转填充床是一种典型的过程强化装备,已有研究表明,在其中装填催化功能填料,能对多相催化反应进行有效强化,本文称这种催化填料旋转床为旋转滴流床。然而,旋转滴流床中流体流动和相间传质行为的研究相对空缺,阻碍了旋转滴流床反应器的设计优化及工业化应用。本文对旋转滴流床的流体力学特性及催化加氢反应展开研究。首先采用X射线计算机断层扫描技术研究旋转滴流床中各部分持液量的科学变化规律;建立定量测量旋转滴流床润湿分率的方法,结合染料吸附实验,得到润湿分率及平均液膜厚度的计算式;基于较为真实的物理模型以及流体流动基本规律,建立旋转滴流床中液固传质数学模型;在上述研究的基础上构建旋转滴流床多相催化反应器模型,并用催化加氢反应对其进行实验验证。主要研究结果如下:1.旋转滴流床的外部静持液量随着转速的提高而减小,其数值小于5%,低于传统滴流床。旋转滴流床还存在内部静持液量,其数值约为理论最大内部静持液量的80%,且在总持液量中所占的比例最高。内部静持液量随转速的提高而下降,在实验范围内降幅为11%;旋转滴流床的外部总持液量随液量和液相粘度的增大而增大,随转速和表面张力的增大而减小。通过量纲分析得到了外部总持液量的关联式,如下:（?）其计算值与实验值的误差在±15%以内;根据外部总持液量得到了平均停留时间的变化规律,实验范围内平均停留时间约为0.3-1.1 s,且随转速的升高而下降,随粘度的升高而提高。2.建立了准确的润湿分率定量统计方法,将二维图像计算润湿分率的误差控制在2%以内;转子的旋转对旋转滴流床中液相的分布起决定性作用,预润湿对其平均润湿分率的提高小于1%;旋转滴流床的平均润湿分率随转速和液量的提高而提高,随粘度和表面张力的提高而下降。通过无量纲分析得到了预测平均润湿分率的计算式,如下:（?）其计算值与实验值的误差在±10%以内;通过对球形颗粒上流动痕迹的分析,可推测出液相在旋转滴流床中可能的流型:液膜流、液线流和干区;结合上一章持液量的研究,计算得到旋转滴流床中球形填料上液膜厚度,可通过转速对其进行灵活调变。3.基于催化剂颗粒立方堆积的物理模型,用润湿分率对液固传质比表面积进行修正,建立了旋转滴流床中液固传质的数学模型,并用外部静持液量给出合理的模型求解初值。求解结果表明,催化剂颗粒表面的浓度边界层厚度随转速和液量的增大而减小;用铜和重铬酸钾反应体系对上述模型进行验证,模型值与实验值的误差在±22%以内,说明模型合理;旋转滴流床的液固传质系数范围是2.83-16.45×10-5 m/s,随转速、液量和液固传质比表面积的增加而增大,随表面张力、粘度和接触角的增加而减小。相同的液相表观质量流率情况下,旋转滴流床的液固体积传质系数约为滴流床液固体积传质系数的4-6倍。4.基于上述流动力学特性,构建了旋转滴流床多相催化反应器模型,预测结果与实验结果吻合良好。在实验范围内,转速的提升对α-甲基苯乙烯加氢体系的反应速率可提升40%,对3-甲基-1-戊炔-3-醇加氢反应体系中间产物的收率可提高7倍。反应器模型的计算结果反映了各操作条件及物性参数对反应器性能的影响,发现并阐明了强化液固传质是进一步提高旋转滴流床反应器性能的重要途径。本文深化了对超重力环境下催化剂表面液膜流体力学行为的认识,为旋转滴流床反应器的开发奠定了科学基础。
邓皓[3]（2020）在《乙烷氧化脱氢制乙烯自热固定床多尺度模拟研究》文中认为乙烯作为基础有机化工原料,在化工生产和国民经济中占据重要地位。近年来,随着美国页岩气开采量的提高,我国乙烷进口量不断扩大,以乙烷为原料制取乙烯的工艺路线受到广泛关注。传统乙烷热裂解法有着耗能高、积炭量大等固有缺点,生产前景受限。而乙烷氧化脱氢制乙烯（Oxidative Dehydrogenation of Ethane,ODHE）方法以其自供热和积炭少等优势,成为了极具竞争优势的工艺路线。开发高效的新型固定床反应器是实施该技术路线的关键。固定床反应器内涉及流体流动、传质传热、均相及非均相化学反应等多个过程,传统的设计方法难以满足对反应器的设计开发要求。本研究采用多尺度模拟方法,从微观动力学、催化剂颗粒尺度和反应器尺度对Pt基催化剂上ODHE过程进行了研究,获得了该过程在不同尺度上的对传热、传质和反应规律的认识,为工业反应器的开发设计奠定基础。首先,利用动力学蒙特卡洛方法（Kinetic Monte Carlo method,KMC）,对已有的ODHE非均相基元反应模型进行了计算模拟研究,对不同反应路径进行了对比分析,从中筛选出主要特征反应,对复杂的反应网络进行合理简化。将简化前、后的反应网络与CFD模型相耦合,预测了在相同条件下催化剂颗粒周围流场分布情况,研究结果表明,简化后的反应网络模型仍能较准确地预测ODHE反应及传热过程。本研究采用离散单元法（Discrete Element Method,DEM）构建了颗粒随机堆积的复杂催化剂床层结构。基于计算流体力学（Computational Fluid Dynamics,CFD）方法,通过耦合简化后的微观反应动力学,对催化剂颗粒尺度上ODHE过程中的均相、非均相反应与传递过程进行了耦合模拟,实现了对催化剂床层中局部流体流动、传热及传质过程的定量描述,研究了操作条件对床层中局部催化ODHE反应、传热过程的影响规律。采用多孔介质模型建立了工业规模反应器中的反应-流动-传热耦合计算模型,研究了ODHE反应在宏观反应器尺度上的特性,并根据所得规律性认识进行工业级反应器设计。通过系统考察ODHE工艺条件对反应器性能的影响,实现了反应物的高效转化及对反应温度的有效控制。根据模拟研究结果进行了年产10万吨乙烯的固定床反应器设计,在入口气体流速为2 m/s、温度为783K、压力为0.12MPa、进料中乙烯与氧气摩尔比(MC2H6:MO2)为3:1的条件下,反应体系无需外加热源即可以实现高转化率和高选择性运行。
马驰[4]（2019）在《超重力催化反应器流体流动与传质特性及加氢性能研究》文中研究指明石油炼制工业对于国民经济具有重要的地位和作用,大力发展重质油加工技术已经成为避免石油资源风险的重要措施之一,促进重质油中稠环芳烃部分苯环的加氢还原饱和不仅可以降低其毒性,而且还能提高其附加值,对于减缓石油对外依存度、保障国家能源安全具有重大意义。加氢反应大多采用传统固定床反应器,但存在反应器内流体分布不均匀、传质效率低及床层压降高等问题。超重力旋转填充床是典型的化工过程强化反应器之一,适用于强化相间传质和分子混合等多相反应过程。因此,本论文提出以催化剂作为填料,利用超重力旋转填充床来强化稠环芳烃加氢反应过程的新方法。首先研究填装式和整体式两类载体填料的流体流动状态,探索其在传质和反应过程中的强化机理。然后利用化学吸收体系对两类载体填料旋转填充床的传质性能进行验证。开发与优化整体式催化剂载体涂层制备和活性组分浸渍的工艺过程。最后开展两类催化剂填料旋转填充床稠环芳烃加氢性能的研究,比较和评价其加氢性能的优劣。主要研究内容如下:（1）采用高速摄像技术观测超重力环境下液体流经单个氧化铝球催化剂载体的流动状态,利用墨水吸附法研究氧化铝球的液体吸附行为,并对氧化铝球吸附液体过程进行动力学分析。（2）利用NaOH-CO2化学吸收体系研究填装式载体填料旋转填充床传质性能的变化规律,同时比较单位气相压降条件下液相体积传质系数的大小,综合评价填装方式对旋转填充床传质性能的影响。（3）针对整体式催化剂载体涂层的制备过程,采用HCl和HN03混酸溶液对不锈钢片的表面和不锈钢管的内表面进行化学刻蚀预处理,提出通过改变混酸浓度和刻蚀时间获得基体表面不同粗糙度和孔径的方法。利用溶胶凝胶法将氧化铝载体负载于预处理后的基体表面,揭示基体表面孔结构与氧化铝载体颗粒之间的匹配关系,并通过分析表征评估该负载过程对氧化铝本身性能所产生的影响。（4）将整体式催化剂载体涂层的制备方法应用于不锈钢丝网上,采用高速摄像机对液滴下落碰撞丝网单丝后在其表面的润湿状态进行拍摄,并测定单丝表面液体铺展长度和接触角。进一步利用NaOH-CO2化学吸收体系研究整体式载体填料旋转填充床传质性能的变化规律,比较单位气相压降条件下液相体积传质系数的大小。（5）采用过量浸渍法在整体式载体填料上浸渍活性组分,并确定最优的浸渍条件。选择器外预硫化和两步硫化的方法对填装式和整体式催化剂进行预硫化处理。以稠环芳烃四氢萘加氢生成十氢萘为研究体系,开展填装式催化剂填料和整体式催化剂填料旋转填充床加氢性能的研究,并通过比较评估其在加氢反应过程中的强化效果。
王帝淞[5]（2019）在《纳微形貌钯/纳米阵列/泡沫镍催化剂制备及应用》文中研究表明整体式催化剂具有催化效率高和分离过程容易的优点,能强化传质和传热、降低床层压降,易于工程放大,可减少操作成本。但目前整体式催化剂也存在贵金属负载量高、活性组分在涂层上负载不均匀等问题,一定程度限制了整体式催化剂的发展和应用。因此,发展新型的整体式催化剂制备技术具有重要意义。鉴于此,本课题提出通过在泡沫镍（Ni foam）基体上引入Co3O4纳米阵列的策略,并使用最简单的浸渍-热解法,制备了一系列具有纳微形貌的钯基整体式催化剂。通过SEM、TEM、XPS、ICP等方法系统考察了不同氯化钯溶液的浓度对催化剂形貌的影响,研究并揭示了Pd/Co3O4/Ni foam的生长机理,以α-甲基苯乙烯（AMS）加氢反应作为探针反应研究了催化剂的催化活性。主要研究内容如下:（1）在基体上引入Co3O4纳米阵列后,采用简单的浸渍热解法,以氯化钯为活性组分的前驱体,研究了不同氯化钯溶液的浓度对催化剂形貌的影响。研究发现,当氯化钯浓度小于15 mmol/L时,PdC12不足以形成规则的微观结构,只形成高度分散的Pd纳米颗粒;当其浓度大于15 mmol/L时,越来越多的花状PdCl2溶质释放出来,形成了骨架宽度为18 nm的多孔花状Pd纳米晶体;（2）通过系统的实验研究与分析,发现Co3O4的纳米微结构在制备Pd/Co3O4/Ni foam中具有三个作用:第一,Co3O4可以通过覆盖基体表面以抑制Pd2+和Ni基体之间的置换反应;第二,Co3O4可以提高基体的比表面积以增加吸PdCl2的吸附量,从而提高Pd的负载量;第三,Co304可以控制PdCl2前驱体在浸渍干燥后的结晶过程,得到花状的形貌,从而在锻烧会后得到多孔花状的Pd催化剂,有助于活性组分Pd的高度分散;（3）在搅拌釜反应器中,相比未用纳米阵列修饰的Pd5.99/Ni foam以及 Ni foam 和 Co3O4/Ni foam,所制备的 Pd0.51/Co3O4/Ni foam 具有更加优异的催化加氢性能,如Pd0.51/Co3O4/Ni foam在40℃和氢气压力0.5 MPa条件下,其AMS催化的反应速率为9.44 mmol·gPd-1·s-1,而Pd5.99/Ni foam催化剂的反应速率仅0.324 mmol·gPd-1·s-1。实验结果有力的证明了纳米微结构修饰的整体式催化剂,不仅可以降低贵金属的用量,同时能有效的提高AMS加氢的反应速率。此外,在60℃和氢气压力0.5 MPa条件下,Pd0.51/Co3O4/Ni foam整体式催化剂在超重力反应器其反应速率可进一步得到强化提升,可达19.8 mmol·gPd-1·s-1。因此,所制备的催化剂不仅适用于搅拌釜反应器,也适用于超重力反应器。上述研究可为整体式催化剂的设计提供新的制备策略。
贾涛[6]（2019）在《直接偶联合成2,2’-联吡啶连续化反应装置及工艺研究》文中研究指明2,2’-联吡啶是一种十分重要的吡啶衍生物,它不但在涂料、螯合剂和油漆等方面广泛应用,而且还是合成医药以及农药的重要中间体,特别是应用于合成敌草快。由于国内外对2,2’-联吡啶的需求量越来越大,开展2,2’-联吡啶绿色生产技术,具有巨大工业价值和重要社会意义。目前现有的吡啶直接偶联合成2,2’-联吡啶的方法是以无水雷尼镍为催化剂,应用常规固定床反应器连续化合成,其存在单程转化率低,生产能力低等缺陷;此外所用的无水雷尼镍催化剂中镍含量均高达50%以上,极易被氧化和存在一定爆炸危险性。本论文在课题组前期发现纳米合金催化剂能够有效催化吡啶直接偶联合成2,2’-联吡啶的基础上,设计、加工以及组装了一种新型的连续化合成装置,研究直接偶联反应合成2,2’-联吡啶新技术,并通过探究和优化反应工艺条件,进一步筛选催化剂,为2,2’-联吡啶的绿色合成和工业应用提供技术支撑。主要研究内容和结果如下:论文中设计和组装的固定床反应装置,应用双金属纳米合金催化剂M1-M2/Al2O3,研究直接偶联合成2,2’-联吡啶技术。该反应装置中设有膜分离氢气系统,可以把反应生成的氢气在线分离出去,使偶联反应平衡向产物方向移动,提高吡啶转化率和2,2’-联吡啶收率。在前期利用间歇式反应筛选的纳米合金催化剂M1-M2/Al2O3基础上,确定M1含量为5%和M1:M2=1:3（摩尔比）时,在连续化反应装置中表现出最佳催化活性。对优选的催化剂用XRD、XPS、SEM和TEM等技术来分析表征,发现该催化剂可以形成纳米合金,并利用表征结果建立2,2’-联吡啶的合成和催化剂结构的联系。在筛选的最佳催化剂基础上,我们研究了不同反应工艺条件对直接偶联合成2,2’-联吡啶的影响,并确定了最佳工艺条件。结果表明:反应温度为600℃、预热温度为300℃、反应压力为4 MPa、升温速率为20℃·min-1、载气类型为氮气、载气流量80 mL·min-1、进样速率为5 mL·min-1和催化剂用量为35g的工艺条件下,2,2’-联吡啶收率最高,最高可达18.3%。
张清珍[7]（2018）在《分布器对结构化反应器流体力学性能影响的实验和模拟研究》文中指出结构化反应器具有压降低、传质效率高、操作弹性大、轴向扩散距离短、催化剂和产品易于分离等优点,因此可代替传统反应器而用于脱硫、脱硝、脱碳等气-液两相或气-液-固三相反应的清洁生产过程。本文以装填70 cpsi结构化催化剂的结构化反应器为研究对象,以常温常压下的空气-水为研究体系,用实验结合CFD模拟的方法从床层和孔道两个尺度系统地研究了不同分布器（实心锥喷嘴、玻璃珠、泡沫）下反应器床层的压降、持液量和气-液相分布特性。床层压降测量采用差压传感器法、持液量测量采用两步称重法、床层底部的气-液相分布采用内窥镜法以及床层液相分布的定量分析采用重量收集法。喷嘴分布器在本文实验操作条件（0.031 m·s-1<UL,s<0.081 m·s-1,0.10m·s-1<uGs<0.35m.s-1）下具有最好的分布性能,因此该分布器是操作条件范围内的最优的分布器,并且还具有最低的压降、最大的持液量。此外,在喷嘴分布器下,床层底部观察到了明显的泰勒气泡生成-破裂现象和气泡-液栓交替流出的现象。进而通过CFD模拟建立了与实验装置喷嘴分布器下分布段相一致的三维气相（连续相）和液滴（离散相）相互作用的双相耦合模型,计算了气-液两相到达反应器床层时的真实的两相速度大小和分布特性,结果表明:经喷嘴分布器喷射的液滴以远大于表观液速的实际速度喷射到床层入口,并且中央区域液滴速度大于边缘区域,气相受大液速摩擦力的作用,中央区域气速较大而边缘区域气速较小且出现回流,初步提出大液速的液滴在反应器床层入口处变为液层减速后进入床层通道的减速机理。本文不仅实现了结构化反应器从单通道研究到放大床层研究的过渡,而且为分布器的选择和喷嘴分布器下床层上方的气-液相速度分布提供了理论指导。
范俊峰[8]（2017）在《Y型气流床煤粉热解气化基础研究》文中研究说明现有的气流床气化炉普遍存在流场分布不合理、固体停留时间过短、操作负荷调节范围小等缺陷。为解决上述缺点提高气化炉效率,本研究在水煤浆流化床的基础上开发了一种新炉型——Y型煤粉气化炉。该炉型采用炉顶单通道沫状流的下行喷射结构与炉侧单通道沫状流喷嘴的微旋流水平喷射结构气速的耦合以及优化新排布撞击区和回流区的位置,使得其不仅具有目前气流床气化炉高效率的优点,而且降低了喷嘴的磨损率,克服了炉内流场分布不合理的缺点,增加了煤浆半焦在炉内的停留时间,促进了炉内的湍流流动,使煤浆和气化剂的热质传递和反应更充分;针对气化炉中气化反应过程的第一步——热解反应,选用五种不同煤阶的原煤及其化学族组成开展高温快速热解实验研究,并结合热重-在线红外（TG-FTIR）和快速裂解联用气相色谱飞行时间质谱技术（Py-GC/TOF-MS）,在线监测了快速升温下煤高温热解的轻质气相产物的组成;利用 Model free 动力方法中的 Friedman 和 Flynne-Walle-Ozawa（FWO）模型开展了不同煤种的高温快速热解动力学方法,同时利用Coats-Redfern单反应动力学模型同时分析了反应的指前因子和反应活化能,寻找最可然反应机理;针对煤高温快速热解产物的气化过程,将挥发分气化产物分为烷烃、环烷烃、芳烃、含硫化合物、含氯化合物、含氮化合物,取其中的代表性物质以及热解半焦,进行气化机理探讨。对新炉型利用Fluent软件进行流场和反应转化模拟计算,结合实验数据对Y型煤粉气化炉结构进行分析和优化,得到流场和反应结果较为理想的气化炉炉型,并在此基础优化,确定了最佳操作参数。通过以上方面的研究,主要结论如下:1.济宁粘结性烟煤粒度越小,热解失重越困难,越不利于烃类挥发性气相产物（甲烷、C2+烷烃、乙烯和轻质芳烃）逸出。而伊春高挥发性烟煤热解过程随粒度变小而呈现出与济宁烟煤相反的趋势。研究发现热解过程升温速率与Tin、Tmax、Tf三个特性参数存在指数函数正相关的关联,Rmax和Di两个代表热解反应速率的参数的值随升温速率增加而单调增长。CO2和CO等含氧气相产物随热解进行表现出三个阶段逸出行为,甲烷和轻质芳烃的生成分为两个阶段,而C2+烷烃和乙烯仅包含了一个逸出阶段。热解动力学结果表明,Model free方法的Friedman和FWO模型可以很好地描述不同粒度济宁煤的热解反应过程,并且随热解反应进行表观活化能呈增加趋势。而利用Coats-Redfern动力学方法拟合出的最可然反应机理为二级化学反应。利用Model free方法和Coats-Redfern单反应动力学方法所得热解反应表观活化能的变化趋势一致,反映出越小粒度组成济宁煤热解过程表现出更大的反应能垒。2.在济宁煤与其七种化学族快速热裂解过程中挥发性物质的生成量为饱和分>芳香分>轻胶质>重胶质>沥青质>碳青质>原煤>焦质。济宁煤与化学族快速热裂解挥发性物质中烷烃、酚类、酮类和醚类四个类型物种的相对含量都随热裂解温度由500℃升高到1200℃而逐渐降低。烷烃主要由C3-C19直链和支链结构组成,其中丙烷的含量最高。不同温度下环烷烃/不饱和脂肪烃的碳数分布在3-18之间,且以C3-C9为主。芳烃化合物主要分布于C6-C15之间。酚类化合物主要分布于C6-C10之间。饱和分主要贡献于热裂解产物中烷烃和烯烃/炔烃两个组分;芳香分主要贡献于芳香烃的生成;轻胶质热裂解产物中酮类的含量最高;重胶质可生成环烷/环烯烃;醚类物种在沥青质热裂解产物中的量最多;碳青质热裂解产物中含氮化合物的相对含量最高;焦质快速热裂解生成的酚类物种含量最高;并且七种化学族对应生成的最高相对含量组分的量也都高于原煤。3.提高制备半焦的升温速率有助于增加半焦的孔隙率,但当制备温度高于900℃以后孔道坍塌使孔隙结构降低。SEM观测结果表明淮南煤半焦因富含孔隙结构,其结构疏松,表面含有较多孔隙和裂隙;伊春煤半焦中的孔隙结构稀少,其表面结构致密。此外,XRD研究结果表明制备半焦的温度越高其碳微晶结构的堆积高度和晶面尺寸都逐渐增加。各煤质半焦水蒸气气化反应活性大小顺序为淮南>六盘水>伊春>宽沟。低温气化时（800℃）随制备半焦终温增加气化反应活性减小,而1000℃气化时则表现出相反趋势。体积模型、未反应缩合模型和随机孔模型在不同程度上都能描述半焦的水蒸气气化反应过程,但未反应缩合模型的符合度最高。随制备半焦的热解终温升高,气化反应表观活化能也逐渐增加。4.Fluent的模拟结果表明,本研究的Y型煤粉气流床气化炉具有比较均匀的温度分布、高温区域范围比例大以及较高的有效气（H2+CO）含量。对于气化炉速度场分布,随着煤粉颗粒和气化剂流股通过喷嘴射流喷入气化炉内,轴向速度和旋流强度开始增大,物料撞击区内湍流加剧、扩散加强、传热传质剧烈。对于炉内温度场分布,是由煤粉颗粒与气化剂发生剧烈的燃烧气化反应引起的,高温区域主要在射流边界和物流撞击处,该区域存在涡流区和旋转射流区,旋转射流和涡流使炉内温度分布均匀,增加了气化炉有效反应体积,同时也延长了半焦固体颗粒在炉内的停留时间。对于气化炉内合成气组分浓度分布,CH4和C02主要在喷嘴射流区域生成,CH4主要是煤热解过程产生的,CO2主要是煤粉和O2剧烈燃烧产生的,随着气化炉高度降低,二者浓度急剧降低,到气化炉出口 CH4浓度基本为零,CO2约为6%（体积分数）。CO和H2在喷嘴出口处浓度较低,随着气化炉高度的降低,CO和H2的浓度迅速增加,这是由于在物料射流区和撞击区煤粉颗粒与H20进行剧烈的气化反应生成大量的CO和H2,而且由于炉内旋流和涡流的存在使得炉内CO和出浓度分布较为均一,两者变化趋势也非常相似,都是沿气化炉高度降低而递增,达到一定值后保持不变。
王智[9]（2016）在《滴流床弯曲流道内气液两相流数值模拟研究》文中认为滴流床被广泛应用于石油、化工领域。目前,大部分滴流床的流体力学特性研究是基于宏观床层进行的,局部床层的流体力学特性研究相对较少。因此,有必要研究床层空隙内流体力学特性。由于床层颗粒间空隙的复杂性、不确定性,实验方法很难完成对它的流体力学特性研究。本论文采用CFD数值模拟方法研究床层空隙内的流体流动特性。首先,利用床层空隙率分布将床层空隙转化为毛细管束模型。其次,选择合适的求解模型,根据实际情况设置相应的边界和操作条件。最后,将模拟结果与相关文献、实验进行对比分析。本论文主要模拟了毛细直管和毛细弯管的气液两相流动。毛细直管的数值模拟考察了液相分率、表观速度、物性参数以及直径对流型的影响,解释了造成持液量、压降变化的原因;毛细弯管的数值模拟考察了不同的几何因素包括不同弯曲毛细管直径、弯曲度、弯曲半径、相同弯曲弧长等,对流型的影响以及不同几何模型对应的压降、持液量的变化。研究发现:液相分率是影响持液量的主要因素;表观速度和物性参数主要影响毛细管内的作用力;几何模型对流型的影响比较明显;压降的变化情况是由毛细管内slug或液滴的尺度、形状以及两端界面凹凸性决定的;采用均相进料的气液两相流动没有呈现出明显的周期性。
许闽[10]（2012）在《结构化多相反应器多尺度传递和加氢脱硫反应性能研究》文中研究表明结构化反应器具有压降小、操作范围大、传质性能好、扩散距离短、返混小和催化剂利用效率高等优点，是替代常规多相反应器、强化多相催化反应过程的新反应器形式。本文以结构化多相反应器强化加氢脱硫过程为背景，采用实验和理论方法在单通道和床层两个尺度上研究结构化多相反应器的传递和加氢脱硫反应性能。首先，采用计算流体力学的方法研究了毛细管中泰勒流的气液传质及轴向混合特性，结果表明：在整个气液界面上传质系数出现三个峰值，分别位于半球帽顶端、半球帽下方以及液膜处，膜接触时间增加时，液膜处的传质系数降低，而半球帽处传质系数变化较小。采用场协同原则对单元胞内速度场和浓度场进行分析，解释了局部传质特性及强化机理，并给出了分别预测短和长膜接触时间下泰勒流液侧体积传质系数的关联式，该式在较宽的管径尺度范围（0.25-3mm）内的预测效果良好。此外，在Bo数大于105时泰勒流的液相返混程度随液栓长度增大略有减小，随液膜长度和气泡速度增大而增大，最后给出了预测轴向扩散准数（VDN）的关联式。第二，研究了泰勒流下结构化反应器床层压降、持液量和气液传质性能，重点考察了两种不同分布器对床层内流动和气液传质的影响。结果表明：分布器对结构化床层中的压降和持液量有很大影响，相比喷嘴分布器，玻璃珠填充床分布器具有较大的压降和持液量，这主要归因于后者具有较高的气液分散性能。通过对压降和持液量数据的分析，分别给出了相应的预测关联式。床层中的不稳定区对分布器也较敏感，玻璃珠填充床分布器下床层具有更小的不稳定区。在实验的操作条件下，床层内的液侧体积传质系数随液体表观速度增大而增大，随气体表观速度变化的影响较小。玻璃珠填充床分布器下的传质系数高于相同条件下喷嘴分布器下的值。三种不同载体的液侧体积传质系数均与各自的摩擦压降呈现线性关系。对Jepsen的关联式进行了修正，得到的关联式的预测值误差在±30%以内。第三，采用微电导实验测量了两种不同分布器下结构化反应器床层内不同孔道的气液分布状态。结果表明：床层液体分布均匀性随液体表观速度增大而改善，而对于喷嘴，气速增大可能导致床层出现气体主导的孔道，比较两种分布器可知玻璃珠填充床分布器的液体分布效果更好。通过半经验的分析获得了床层中的液栓长度，比较两种分布器下的液栓长度发现，相同气液条件下，玻璃珠填充床分布器下的液栓长度偏小。建立了全床尺度传质模型预测了整体床层的液侧体积传质系数，结果与实验值偏差大部分在±30%以内。最后，在温度为300-380°C，压力为3-5MPa的条件下，实验研究了负载Ni2P/SBA-15的堇青石催化剂上噻吩和二苯并噻吩（DBT）加氢脱硫反应动力学，分别采用Langmuir-Hinshelwood型动力学和一级动力学模型拟合了噻吩和二苯并噻吩加氢脱硫反应的动力学实验数据，比较发现在本文操作条件下Ni-P催化剂的DBT加氢脱硫反应活性与工业上常用的双金属Co-Mo催化剂相当。建立了单通道结构化反应器和滴流床模型，比较了两者加氢脱硫反应性能，结果发现，在处理含相同浓度DBT的物料时结构化反应器的催化剂用量是滴流床的三分之一，但是前者所用的反应器体积更大。而本文提出的两段反应器组合（前段为结构化反应器，后段为滴流床）体积产率和催化剂质量产率均优于滴流床反应器。分布对结构化反应器加氢脱硫反应性能有显着影响，表观气速增大，结构化床层加氢脱硫性能略有降低，表观液速增大，结构化床层加氢脱硫性能改善。相比喷嘴分布器，填充床分布器下床层的加氢脱硫性能更接近均匀分布的情况，在较大液速下，尽管仍然存在液体的不均匀分布，填充床分布器下床层加氢脱硫性能接近单通道模型的计算结果。
二、滴流床反应器中泡沫流床层压降的实验研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、滴流床反应器中泡沫流床层压降的实验研究（论文提纲范文）
（1）滴流床反应器流体力学参数建模研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRCT |
| 符号说明 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 滴流床反应器流体力学参数 |
| 1.2.1 持液量 |
| 1.2.2 压降 |
| 1.3 流体力学参数建模方法 |
| 1.3.1 经验模型 |
| 1.3.2 现象学模型 |
| 1.3.3 计算流体力学模型 |
| 1.3.4 机器学习算法模型 |
| 1.4 本文主要工作与结构安排 |
| 第2章 随机森林和深度置信网络 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 随机森林 |
| 2.2.1 决策树原理 |
| 2.2.2 随机森林原理 |
| 2.2.3 随机森林特征选择 |
| 2.3 深度置信网络 |
| 2.3.1 受限玻尔兹曼机 |
| 2.3.2 散度对比算法 |
| 2.3.3 有监督调整 |
| 2.4 基于随机森林和深度置信网络的预测方法 |
| 2.4.1 随机森林和深度置信网络的建模过程 |
| 2.4.2 模型参数优化方式 |
| 2.4.3 模型输入参数预处理 |
| 2.4.4 模型的评价指标 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于RF-DBN的滴流床反应器持液量建模 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验数据来源 |
| 3.3 持液量特征重要性分析 |
| 3.4 DBN持液量模型 |
| 3.5 滴流床反应器持液量建模分析 |
| 3.5.1 建模结果分析 |
| 3.5.2 建模结果对比 |
| 3.5.3 模型敏感性分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于RF-DBN的滴流床反应器压降建模 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验数据来源 |
| 4.3 压降特征重要性分析 |
| 4.4 DBN压降模型 |
| 4.5 滴流床反应器的压降建模分析 |
| 4.5.1 建模结果分析 |
| 4.5.2 建模结果对比 |
| 4.5.3 模型敏感性分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 基于RF-DBN的滴流床反应器流体力学参数预测系统 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 系统开发工具介绍 |
| 5.3 基于RF-DBN的滴流床反应器预测系统开发 |
| 5.3.1 预测系统功能结构设计 |
| 5.3.2 系统功能模块设计 |
| 5.3.3 预测系统实现 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（2）旋转滴流床反应器的流体力学特性及催化加氢反应研究（论文提纲范文）
| 学位论文数据集 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 气液固三相催化反应器 |
| 1.2.1 搅拌釜 |
| 1.2.2 鼓泡塔 |
| 1.2.3 流化床 |
| 1.2.4 滴流床 |
| 1.3 滴流床反应器的过程强化方法 |
| 1.3.1 催化剂填充结构 |
| 1.3.2 周期性操作 |
| 1.3.3 外加磁场 |
| 1.3.4 倾斜旋转固定床 |
| 1.3.5 液相加氢 |
| 1.3.6 旋转滴流床 |
| 1.4 旋转填充床简介 |
| 1.4.1 旋转填充床基本结构及形式 |
| 1.4.2 旋转填充床基础研究 |
| 1.4.3 旋转填充床应用研究 |
| 1.5 旋转填充床中多相催化反应研究 |
| 1.5.1 气固催化反应 |
| 1.5.2 液固催化反应 |
| 1.5.3 气液固催化反应 |
| 1.6 本论文研究的目的和意义 |
| 1.7 本论文的研究内容 |
| 第二章 旋转滴流床反应器内持液量的研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 持液量实验测量技术 |
| 2.3 实验部分 |
| 2.3.1 实验装置及流程 |
| 2.3.2 X-CT图像重构及持液量测量基本原理 |
| 2.3.3 持液量分类及其实验测定思路 |
| 2.4 结果与讨论 |
| 2.4.1 持液量的定性分析 |
| 2.4.2 持液量的定量分析 |
| 2.4.3 平均停留时间 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 旋转滴流床反应器内润湿分率的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 润湿分率实验测量方法 |
| 3.3 实验部分 |
| 3.3.1 实验装置及流程 |
| 3.3.2 润湿分率定量计算方法 |
| 3.4 结果与讨论 |
| 3.4.1 润湿分率 |
| 3.4.1.1 分布器形式的影响 |
| 3.4.1.2 预润湿的影响 |
| 3.4.1.3 各操作条件的影响 |
| 3.4.1.4 与滴流床的对比 |
| 3.4.2 流动形态 |
| 3.4.3 平均液膜厚度 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 旋转滴流床反应器液固传质性能的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 液固传质研究简介 |
| 4.2.1 旋转填充床的液固传质研究 |
| 4.2.2 液固传质实验方法 |
| 4.3 旋转滴流床中液固传质的模型构建 |
| 4.3.1 物理模型及模型假设 |
| 4.3.2 液固传质系数的推导 |
| 4.3.3 模型求解 |
| 4.4 旋转滴流床中液固传质的实验研究 |
| 4.4.1 实验原理 |
| 4.4.2 实验装置 |
| 4.5 结果与讨论部分 |
| 4.5.1 液固传质模型的实验验证 |
| 4.5.2 液固传质系数基本变化规律 |
| 4.5.3 与滴流床的对比 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 旋转滴流床反应器的数学模型构建及催化加氢实验验证 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 模型反应体系 |
| 5.3 催化剂的表征分析 |
| 5.4 实验装置与流程 |
| 5.5 反应器数学模型构建 |
| 5.5.1 反应过程分析 |
| 5.5.2 模型假设与模型方程 |
| 5.5.3 模型参数估算 |
| 5.5.4 模型求解 |
| 5.6 结果与讨论 |
| 5.6.1 模型计算结果 |
| 5.6.2 A-甲基苯乙烯催化加氢及模型验证 |
| 5.6.3 3-甲基-1-戊炔-3-醇催化加氢及模型验证 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 结论与建议 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 建议 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 研究成果及发表的学术论文 |
| 作者和导师简介 |
| 附件 |
（3）乙烷氧化脱氢制乙烯自热固定床多尺度模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 文献综述 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 乙烯性质及用途 |
| 1.1.2 国内外乙烯工业发展现状 |
| 1.1.3 乙烷制乙烯主要方法 |
| 1.2 乙烷氧化脱氢(ODHE)制乙烯方法研究进展 |
| 1.2.1 ODHE方法特点 |
| 1.2.2 ODHE催化体系 |
| 1.3 乙烷氧化脱氢多尺度模拟 |
| 1.3.1 ODHE微观动力学 |
| 1.3.2 动力学蒙特卡洛(KMC)模拟 |
| 1.3.3 计算流体力学(CFD)模拟 |
| 1.4 研究内容及意义 |
| 第2章 ODHE微观动力学分析 |
| 2.1 KMC计算方法与模拟设置 |
| 2.1.1 KMC模拟模型 |
| 2.1.2 KMC模拟设置 |
| 2.2 ODHE反应机理及动力学数据 |
| 2.3 KMC模拟结果分析 |
| 2.3.1 表面H和C氧化过程 |
| 2.3.2 CHCH_3转化过程 |
| 2.3.3 CCH_3和CHCH_2转化过程 |
| 2.3.4 CH_3转化过程 |
| 2.4 反应网络简化 |
| 2.4.1 简化后反应网络 |
| 2.4.2 简化后反应网络验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 ODHE反应颗粒尺度模拟研究 |
| 3.1 计算模型与方法 |
| 3.1.1 CFD模型 |
| 3.1.2 平均场模型 |
| 3.1.3 DEM模型 |
| 3.2 单颗粒尺度模拟 |
| 3.2.1 模型构建与设置 |
| 3.2.2 流场分布特性分析 |
| 3.3 颗粒群尺度模拟 |
| 3.3.1 模型构建与设置 |
| 3.3.2 流场分布特性分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 ODHE自热固定床模拟与设计 |
| 4.1 模型构建与验证 |
| 4.1.1 多孔介质模型简介 |
| 4.1.2 多孔介质模型验证 |
| 4.1.3 多孔介质模型设置 |
| 4.2 ODHE自热固定床模拟预测 |
| 4.3 ODHE自热固定床工艺条件研究 |
| 4.3.1 颗粒形状的影响 |
| 4.3.2 进料温度的影响 |
| 4.3.3 进料比例的影响 |
| 4.3.4 操作流速的影响 |
| 4.3.5 反应器直径的影响 |
| 4.4 ODHE自热固定床尺寸设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 论文创新点 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 符号说明 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（4）超重力催化反应器流体流动与传质特性及加氢性能研究（论文提纲范文）
| 学位论文数据集 |
| 摘要 |
| abstract |
| 符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 超重力旋转填充床简介 |
| 1.3 旋转填充床填料的发展 |
| 1.3.1 散装填料 |
| 1.3.2 规整填料 |
| 1.4 旋转填充床流体流动研究 |
| 1.4.1 流体流动状态 |
| 1.4.2 填料润湿状态 |
| 1.4.3 气相压降 |
| 1.4.4 持液量 |
| 1.5 旋转填充床传质特性研究 |
| 1.5.1 传质特性研究进展 |
| 1.5.2 传质理论 |
| 1.6 整体式催化剂简介 |
| 1.6.1 催化剂基体预处理 |
| 1.6.2 催化剂载体涂层制备 |
| 1.6.3 催化剂活性组分浸渍 |
| 1.7 本论文的研究思路与主要内容 |
| 第二章 填装式载体填料旋转填充床流体流动研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验原料与试剂 |
| 2.2.2 实验装置与仪器 |
| 2.2.3 实验方法与流程 |
| 2.2.4 表征方法 |
| 2.3 实验结果与讨论 |
| 2.3.1 氧化铝球表征分析 |
| 2.3.2 氧化铝球流体流动状态可视化 |
| 2.3.3 旋转氧化铝球含水率测定 |
| 2.3.4 氧化铝球液体吸附行为 |
| 2.3.5 氧化铝球液体吸附动力学 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 填装式载体填料旋转填充床传质特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 气液传质过程理论推导 |
| 3.3 实验部分 |
| 3.3.1 实验原料与试剂 |
| 3.3.2 实验装置与仪器 |
| 3.3.3 实验方法与流程 |
| 3.4 实验结果与讨论 |
| 3.4.1 有效传质比表面积测定 |
| 3.4.2 液相体积传质系数测定 |
| 3.4.3 液相体积传质系数比较 |
| 3.4.4 综合液相体积传质系数测定 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 整体式催化剂载体的制备 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验原料与试剂 |
| 4.2.2 实验仪器 |
| 4.2.3 实验方法与流程 |
| 4.2.4 表征方法 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.3.1 预处理不锈钢基体表面性能 |
| 4.3.2 不锈钢表面负载载体性能 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 整体式载体填料旋转填充床传质特性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验原料与试剂 |
| 5.2.2 实验装置与仪器 |
| 5.2.3 实验方法与流程 |
| 5.3 实验结果与讨论 |
| 5.3.1 预处理不锈钢丝网表面性能 |
| 5.3.2 不锈钢丝网表面负载载体性能 |
| 5.3.3 单丝润湿状态可视化 |
| 5.3.4 液体铺展长度和接触角测定 |
| 5.3.5 有效传质比表面积测定 |
| 5.3.6 液相体积传质系数测定 |
| 5.3.7 综合液相体积传质系数测定 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 填装式与整体式催化剂填料旋转填充床加氢性能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 实验原料与试剂 |
| 6.2.2 实验装置与仪器 |
| 6.2.3 实验方法与流程 |
| 6.2.4 表征方法 |
| 6.3 实验结果与讨论 |
| 6.3.1 浸渍载体涂层性能 |
| 6.3.2 预硫化填装式与整体式催化剂性能 |
| 6.3.3 填装式催化剂填料旋转填充床加氢性能 |
| 6.3.4 整体式催化剂填料旋转填充床加氢性能 |
| 6.3.5 加氢性能比较 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论与建议 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 建议 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 研究成果与发表学术论文 |
| 作者与导师简介 |
| 附件 |
（5）纳微形貌钯/纳米阵列/泡沫镍催化剂制备及应用（论文提纲范文）
| 学位论文数据集 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 整体式催化剂 |
| 1.2.1 整体式催化剂简介 |
| 1.2.2 整体式反应器的特点 |
| 1.2.3 整体式催化剂与整体式反应器的应用 |
| 1.2.4 整体式催化剂的制备方法 |
| 1.3 纳米阵列 |
| 1.4 AMS加氢制异丙苯 |
| 1.5 旋转填充床简介 |
| 1.6 本论文研究的意义与内容 |
| 1.6.1 本论文研究的意义与目的 |
| 1.6.2 本论文研究的内容 |
| 第二章 钯/四氧化三钴纳米阵列/泡沫镍催化剂的制备 |
| 2.1 实验原料与实验仪器 |
| 2.1.1 整体式催化剂基体 |
| 2.1.2 实验原料及试剂 |
| 2.1.3 仪器及设备 |
| 2.2 催化剂制备方法 |
| 2.2.1 催化剂基体的预处理 |
| 2.2.2 Co_3O_4纳米线阵列的生长 |
| 2.2.3 钯/纳米阵列/泡沫镍催化剂的制备 |
| 2.3 催化剂的表征 |
| 2.3.1 扫描电子显微镜和X射线能量色散谱分析 |
| 2.3.2 X射线衍射分析 |
| 2.3.3 X射线光电子能谱测试 |
| 2.3.4 氮气吸附分析 |
| 2.3.5 电感耦合等离子体-原子发射光谱 |
| 2.4 整体式催化剂的催化性能评价 |
| 2.4.1 评价条件与仪器 |
| 2.4.2 催化实验评价方法 |
| 第三章 钯/四氧化三钴纳米阵列/泡沫镍催化剂的表征 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 四氧化三钴纳米阵列/泡沫镍的制备(110 PPI) |
| 3.2.1 四氧化三钴纳米阵列/泡沫镍 |
| 3.2.2 钯/四氧化三钴纳米阵列/泡沫镍催化剂的表征 |
| 3.3 四氧化三钴/泡沫镍催化剂表征(40 PPI) |
| 3.3.1 催化剂的SEM表征 |
| 3.3.2 催化剂的EDS mapping表征 |
| 3.3.3 催化剂的XRD表征 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 钯/四氧化三钴纳米阵列/泡沫镍催化剂的催化性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 转化率与反应速率的计算 |
| 4.3 Pd/Co3O4/Ni foam催化剂催化AMS加氢反应性能 |
| 4.3.1 反应温度的影响 |
| 4.3.2 反应压力的影响 |
| 4.3.3 Pd负载量的影响 |
| 4.3.4 Ni foam、Co_3O_4/Ni foam、Pd/Ni foam和Pd/Co_3O_4/Ni foam对比 |
| 4.3.5 Pd/Co3O4/Ni foam催化剂的稳定性 |
| 4.3.6 搅拌釜式反应器与超重力反应器对比 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论与建议 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 建议 |
| 参考文献 |
| 研究成果和发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 作者和导师简介 |
| 附件 |
（6）直接偶联合成2,2’-联吡啶连续化反应装置及工艺研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 固定床反应器 |
| 1.3 氢气膜分离简介 |
| 1.4 2,2’-联吡啶及其合成 |
| 1.4.1 2,2’-联吡啶简介 |
| 1.4.2 2,2’-联吡啶合成 |
| 1.4.3 连续化直接偶联合成2,2’-联吡啶技术 |
| 1.5 论文的研究内容及意义 |
| 第二章 实验方法 |
| 2.1 实验试剂和仪器 |
| 2.1.1 试剂 |
| 2.1.2 仪器和设备 |
| 2.2 试验过程及方法 |
| 2.2.1 固定床反应装置 |
| 2.2.2 2,2’-联吡啶的合成试验 |
| 2.2.3 2,2’-联吡啶合成结果分析 |
| 2.2.4 2,2’-联吡啶分离和吡啶回收 |
| 2.3 催化剂制备 |
| 2.4 催化剂表征 |
| 2.4.1 X-射线衍射 |
| 2.4.2 X-射线光电子能衍射 |
| 2.4.3 透射电子显微镜 |
| 2.4.4 扫描电子显微镜 |
| 第三章 结果与讨论 |
| 3.1 催化剂的优化 |
| 3.1.1 金属M_1负载量的优化 |
| 3.1.2 金属M_1与M2摩尔比的优化 |
| 3.2 合成工艺条件的优化 |
| 3.2.1 反应温度 |
| 3.2.2 预热温度 |
| 3.2.3 反应压力 |
| 3.2.4 升温速率 |
| 3.2.5 载气类型及流量 |
| 3.2.5.1 载气类型 |
| 3.2.5.2 载气流量 |
| 3.2.6 进样速率 |
| 3.2.7 催化剂用量 |
| 3.3 M_1-M2/Al2O3催化剂表征 |
| 3.3.1 XRD表征 |
| 3.3.2 XPS表征 |
| 3.3.3 SEM表征 |
| 3.3.4 TEM表征 |
| 3.4 产物2,2’-联吡啶的核磁数据分析 |
| 第四章 总结与展望 |
| 4.1 总结 |
| 4.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的学术成果 |
（7）分布器对结构化反应器流体力学性能影响的实验和模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 结构化反应器的特点 |
| 1.1.2 结构化反应器的研究现状 |
| 1.1.3 研究分布器的必要性 |
| 1.2 结构化反应器的特性 |
| 1.2.1 通道内气液两相流型分布 |
| 1.2.2 压降 |
| 1.2.3 相含率 |
| 1.2.4 气液分布 |
| 1.3 CFD模拟概述 |
| 1.3.1 计算流体力学简介 |
| 1.3.2 结构化反应器的CFD模拟 |
| 1.4 研究目的及研究内容 |
| 1.4.1 研究目的 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 第二章 结构化反应器的床层压降和持液量特性 |
| 2.1 实验部分 |
| 2.1.1 实验装置 |
| 2.1.2 实验方法 |
| 2.1.3 实验步骤 |
| 2.2 实验结果分析讨论 |
| 2.2.1 结构化反应器床层压降的基本特征 |
| 2.2.2 结构化反应器床层持液量的基本特征 |
| 2.2.3 结构化反应器床层压降与持液量的关联 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 结构化反应器气液相分布的实验研究 |
| 3.1 实验部分 |
| 3.1.1 实验装置 |
| 3.1.2 实验方法 |
| 3.1.3 实验步骤 |
| 3.2 实验结果分析讨论 |
| 3.2.1 定性分析床层的气液相分布特征 |
| 3.2.2 定量分析喷嘴分布器下床层径向位置的液相分布 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 结构化反应器喷嘴分布器下的CFD模拟研究 |
| 4.1 结构化反应器模型的构建 |
| 4.1.1 ANSYS FLUENT中模型的选择 |
| 4.1.2 模型建立和网格划分 |
| 4.1.3 控制方程 |
| 4.1.4 边界条件设置 |
| 4.1.5 数值求解方法 |
| 4.1.6 喷嘴分布器设置 |
| 4.2 模型的正确性分析 |
| 4.2.1 网格无关性验证 |
| 4.2.2 达到稳定判据 |
| 4.2.3 模型可靠性验证 |
| 4.3 模拟结果分析与讨论 |
| 4.3.1 床层上方压力对气相的影响 |
| 4.3.2 床层上方气相速度分布 |
| 4.3.3 床层上方液相速度分布 |
| 4.3.4 气-液相不良分布因子评价 |
| 4.3.5 喷射角度对气液相分布的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 研究成果及发表的学术论文 |
| 作者和导师简介 |
| 附件 |
（8）Y型气流床煤粉热解气化基础研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 热解及技术研究现状 |
| 1.3 煤气化技术及研究现状 |
| 1.4 气化炉发展概况 |
| 1.5 不同气化反应器的特点 |
| 1.6 本论文的研究意义和内容 |
| 2 实验材料、仪器与方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 设备与仪器 |
| 2.3 实验步骤与方法 |
| 3 基于TG-FTIR的煤高温热解行为与动力学研究 |
| 3.1 原煤的高温热解失重特性 |
| 3.2 热解挥发性气体生成 |
| 3.3 热解动力学 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于Py-GC/TOF-MS的煤与化学族高温快速热裂解研究 |
| 4.1 济宁煤与化学族高温快速裂解特性 |
| 4.2 济宁煤高温快速裂解产物组成与分布 |
| 4.3 济宁煤化学族快速热裂解产物组成 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 煤热解产物的高温气化研究 |
| 5.1 不同温度热解半焦的结构与组成 |
| 5.2 热解挥发分的气化机理 |
| 5.3 半焦气化特性 |
| 5.4 半焦气化动力学 |
| 5.5 热解产物气化过程分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 Y型煤粉气流床气化炉数值模拟研究 |
| 6.1 Y型煤粉气流床气化炉基本特征 |
| 6.2 模拟数学模型的选择 |
| 6.3 气化炉模型的建立及网格划分 |
| 6.4 边界条件与求解方式 |
| 6.5 模拟结果分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 论文的创新点及贡献 |
| 7.3 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及攻读学位期间取得的学术成果和获奖情况 |
| 学位论文数据集 |
（9）滴流床弯曲流道内气液两相流数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 引言 |
| 第1章 文献综述 |
| 1.1 滴流床反应器的流体力学特性 |
| 1.1.1 滴流床内流型分布 |
| 1.1.2 持液量 |
| 1.1.3 压降 |
| 1.1.4 润湿效率 |
| 1.2 床层空隙 |
| 1.2.1 空隙大小 |
| 1.2.2 空隙率 |
| 1.2.3 空隙率分布 |
| 1.3 床层空隙结构 |
| 1.3.1 夹缝模型 |
| 1.3.2 毛细管束模型 |
| 1.4 床层弯曲流道内气液两相的流型 |
| 1.5 本章小结 |
| 第2章 数值模拟理论与物理模型 |
| 2.1 CFD基本理论和流体动力学方程 |
| 2.2 数学模型 |
| 2.3 边界条件和求解器设置 |
| 2.4 实验验证 |
| 2.5 网格无关性检验和确定时间步长 |
| 2.6 毛细管内流体受力分析的判断准则 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 毛细直管数值模拟 |
| 3.1 流体物性对毛细管内流体流动规律的影响 |
| 3.1.1 气相密度和液相密度 |
| 3.1.2 液相粘度 |
| 3.1.3 表面张力 |
| 3.1.4 接触角 |
| 3.2 2mm直管内气液两相的流动规律 |
| 3.2.1 液相分率 |
| 3.2.2 表观速度 |
| 3.3 1mm直管内气液两相的流动规律 |
| 3.3.1 液相分率 |
| 3.3.2 表观速度 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 弯曲毛细管数值模拟 |
| 4.1 弯曲毛细管内流体流动的发展过程 |
| 4.2 操作条件对弯曲毛细管内流体流动的影响 |
| 4.2.1 液相分率 |
| 4.2.2 表观速度 |
| 4.3 物理模型结构对弯曲毛细管内流体流动的影响 |
| 4.3.1 弯曲毛细管直径 |
| 4.3.2 弯曲毛细管弯曲度 |
| 4.3.3 弯曲毛细管弯曲半径 |
| 4.3.4 弯曲毛细管弯曲弧长 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 结论 |
| 参考文献 |
| 附录A 主要符号说明 |
| 致谢 |
（10）结构化多相反应器多尺度传递和加氢脱硫反应性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第一章 文献综述 |
| 引言 |
| 1.1 结构化多相反应器的特点及应用 |
| 1.2 结构化反应器中泰勒流的多尺度传递性能：单通道和床层尺度 |
| 1.2.1 压降 |
| 1.2.2 气、液含率 |
| 1.2.3 气、液栓长度 |
| 1.2.4 气液分布 |
| 1.2.5 气液传质性能 |
| 1.2.6 液相混合特性 |
| 1.3 结构化反应器反应性能 |
| 1.4 加氢脱硫技术 |
| 1.4.1 加氢脱硫催化剂 |
| 1.4.2 加氢脱硫反应动力学 |
| 1.4.3 加氢脱硫反应器技术 |
| 1.5 论文的研究目的及主要研究内容 |
| 第二章 毛细管中泰勒流液侧传质和轴向混合特性的 CFD 模拟 |
| 引言 |
| 2.1 CFD 模型 |
| 2.2 计算条件及数据处理 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 单元胞内局部传质特性 |
| 2.3.2 泰勒流单元胞中传质的场协同分析 |
| 2.3.3 毛细管内泰勒流的平均传质特性 |
| 2.3.4 毛细管内泰勒流的轴向混合性质 |
| 2.3.4.1 不同参数对轴向分散系数的影响 |
| 2.3.4.2 轴向扩散系数的关联 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 结构化多相反应器床层尺度上压降、持液量和液侧传质 |
| 引言 |
| 3.1 实验部分 |
| 3.1.1 实验装置及测量方法 |
| 3.1.2 数据处理方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 结构化反应器中持液量、压降的基本特征 |
| 3.3.2 压降与持液量的关联 |
| 3.3.3 负压降与不稳定现象的分析 |
| 3.3.4 液侧体积传质系数 |
| 3.3.5 液侧体积传质系数的关联 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 结构化多相反应器气液分布特征及其与气液传质的关系 |
| 引言 |
| 4.1 实验系统 |
| 4.2 数据处理 |
| 4.2.1 孔道内持液量及不良分布因子 |
| 4.2.2 孔道内液体表观速度及液栓长度 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 床层气液分布特征 |
| 4.3.1.1 床层内持液量的径向分布 |
| 4.3.1.2 液体不良分布因子 |
| 4.3.2 孔道尺度的气液流动参数 |
| 4.3.2.1 单通道内的持液量 |
| 4.3.2.2 单通道内的液栓长度 |
| 4.4 分布对传质的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 结构化多相反应器的加氢脱硫反应性能 |
| 引言 |
| 5.1 镍磷堇青石催化剂上噻吩和二苯并噻吩的加氢脱硫动力学 |
| 5.1.1 实验部分 |
| 5.1.2 噻吩加氢脱硫 |
| 5.1.2.1 内外扩散影响的消除 |
| 5.1.2.2 噻吩浓度和氢气压力的影响 |
| 5.1.2.3 动力学模型建立 |
| 5.1.3 二苯并噻吩加氢脱硫 |
| 5.1.3.1 DBT 加氢脱硫反应途径 |
| 5.1.3.2 内外扩散限制的消除 |
| 5.1.3.3 DBT 浓度和氢气压力的影响 |
| 5.1.3.4 DBT 加氢脱硫动力学模型建立 |
| 5.1.3.5 与文献催化剂二苯并噻吩加氢脱硫性能的比较 |
| 5.2 结构化反应器与滴流床加氢脱硫反应性能的模型化比较 |
| 5.2.1 结构化反应器模型 |
| 5.2.1.1 模型假设 |
| 5.2.1.2 模型建立 |
| 5.2.1.3 传递参数 |
| 5.2.1.4 边界条件 |
| 5.2.1.5 计算结果 |
| 5.2.2 滴流床反应器模型 |
| 5.2.2.1 模型假设 |
| 5.2.2.2 模型建立 |
| 5.2.2.3 传递参数 |
| 5.2.2.4 计算结果 |
| 5.2.3 单通道结构化反应器与滴流床加氢脱硫性能的比较 |
| 5.3 气液分布对结构化多相反应器加氢脱硫性能的影响 |
| 5.3.1 气液表观速度的影响 |
| 5.3.2 分布器的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 6.1 本文主要结论 |
| 6.2 本文创新点 |
| 6.3 对下一步工作的建议 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 研究成果及发表的学术论文 |
| 作者和导师简介 |
| 附件 |
四、滴流床反应器中泡沫流床层压降的实验研究（论文参考文献）
- [1]滴流床反应器流体力学参数建模研究[D]. 翟剑. 太原理工大学, 2021
- [2]旋转滴流床反应器的流体力学特性及催化加氢反应研究[D]. 刘亚朝. 北京化工大学, 2020(01)
- [3]乙烷氧化脱氢制乙烯自热固定床多尺度模拟研究[D]. 邓皓. 天津大学, 2020(02)
- [4]超重力催化反应器流体流动与传质特性及加氢性能研究[D]. 马驰. 北京化工大学, 2019(06)
- [5]纳微形貌钯/纳米阵列/泡沫镍催化剂制备及应用[D]. 王帝淞. 北京化工大学, 2019(06)
- [6]直接偶联合成2,2’-联吡啶连续化反应装置及工艺研究[D]. 贾涛. 合肥工业大学, 2019(01)
- [7]分布器对结构化反应器流体力学性能影响的实验和模拟研究[D]. 张清珍. 北京化工大学, 2018(01)
- [8]Y型气流床煤粉热解气化基础研究[D]. 范俊峰. 山东科技大学, 2017(03)
- [9]滴流床弯曲流道内气液两相流数值模拟研究[D]. 王智. 中国石油大学(北京), 2016(04)
- [10]结构化多相反应器多尺度传递和加氢脱硫反应性能研究[D]. 许闽. 北京化工大学, 2012(10)