高校化学工程学报

2020, (03) 718-727

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甲烷化反应器催化剂积炭过程的模拟研究
Simulation of carbon deposition processes on catalysts in a methanation reactor

沈文豪1;张亚新1;赵玲2

摘要(Abstract):

针对固定床甲烷化反应器内催化剂积炭问题,采用离散元方法(DEM)建立小管径比随机堆积球形催化剂床层,计算流体力学(CFD)方法模拟催化剂外层到内层的积炭形成过程,探讨入口氢气占比、温度、流速和催化剂温度对积炭的影响。结果表明:反应初期积碳最严重,0~4 000 s平均孔隙率值下降了0.34,4 000~8 000 s平均孔隙率值下降了0.075;从催化剂外层到内层,积炭程度呈圆环状减小;入口氢气占比从0~40%、催化剂温度从850~770 K,催化剂平均孔隙率值增大0.27、0.22;入口流速从0.015~0.005 m·s-1、温度从500~400 K,催化剂中心孔隙率值减小0.01、0.005。结论可为固定床反应器和甲烷化积炭效应研究提供参考。

关键词(KeyWords): 固定床反应器;积炭;多尺度;计算流体力学;离散元

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation): 国家自然科学基金(21766034)。

作者(Author): 沈文豪1;张亚新1;赵玲2

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DOI: 10.3969/j.issn.1003-9015.2019.00.008

参考文献(References):

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