固定床的案例
列管式固定床反應(yīng)器的換熱結(jié)構(gòu)都有哪些？其應(yīng)用又有哪些？
編 輯 | 化工活動(dòng)家
來(lái) 源 | 石油化工設(shè)備
作 者 | 何鵬 等
關(guān)鍵詞 | 列管式 固定床反應(yīng)器 換熱結(jié)構(gòu)
共 3684 字 | 建議閱讀時(shí)間 13 分鐘
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列管式固定床反應(yīng)器在化工裝置中應(yīng)用廣泛，多用于強(qiáng)放熱反應(yīng)，反應(yīng)器結(jié)構(gòu)與固定管板熱交換器相似，管程為反應(yīng)區(qū)，催化劑裝填于列管內(nèi)，物料在通過(guò)管內(nèi)的催化劑床層時(shí)發(fā)生反應(yīng)，殼程空間充滿換熱介質(zhì)，形成反應(yīng)換熱系統(tǒng)。列管式反應(yīng)器常見(jiàn)的應(yīng)用有甲醇合成塔、環(huán)氧乙烷反應(yīng)器、丙烯酸反應(yīng)器及煤制乙醇反應(yīng)器等。
化工裝置生產(chǎn)規(guī)模不斷放大已經(jīng)成為當(dāng)前發(fā)展的趨勢(shì)，核心反應(yīng)裝備的大型化也成為國(guó)內(nèi)外爭(zhēng)相研究的課題。甲醇制烯烴、煤制乙二醇、煤制乙醇等新興煤化工技術(shù)不斷取得突破，開始進(jìn)入化工大宗品市場(chǎng)，對(duì)單臺(tái)反應(yīng)器的產(chǎn)能擴(kuò)大的需求尤為強(qiáng)烈，如單系列60萬(wàn)t/a甲醇制烯烴裝置需配套180萬(wàn)t/a甲醇產(chǎn)能，至少需要3臺(tái)列管式合成塔；30萬(wàn)t/a煤制乙二醇裝置加氫工序需設(shè)計(jì)4~6臺(tái)列管式反應(yīng)器。在此背景下，列管反應(yīng)器換熱結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)逐漸突破傳統(tǒng)單一的結(jié)構(gòu)形式，發(fā)展出了束管式、繞管式、板片式等結(jié)構(gòu)形式，實(shí)現(xiàn)了單臺(tái)反應(yīng)器的產(chǎn)能擴(kuò)大，提升了單系列裝置的經(jīng)濟(jì)效益。
展開 20萬(wàn)噸催化汽油固定床催化吸附脫硫裝置開車成功
近日，中科院大連化物所李燦院士研究團(tuán)隊(duì)與陜西延長(zhǎng)石油(集團(tuán))有限責(zé)任公司合作開發(fā)的“催化汽油固定床催化反應(yīng)吸附脫硫工藝(YD-CADS)”在牡丹江首控石油化工有限公司20萬(wàn)噸/年催化汽油固定床催化吸附脫硫裝置上一次開車成功，生產(chǎn)符合國(guó)V標(biāo)準(zhǔn)汽油，這是繼山東恒源石化40萬(wàn)噸/年重汽油深度脫硫工業(yè)化后汽油超深度脫硫技術(shù)的又一個(gè)成功的應(yīng)用。
YD-CADS工藝技術(shù)于2013年通過(guò)了中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)組織的成果鑒定，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，為國(guó)際首創(chuàng)，整體處于國(guó)際同類技術(shù)的領(lǐng)先水平。2016年初該技術(shù)在山東恒源石油化工股份有限公司40萬(wàn)噸/年重汽油深度脫硫工業(yè)示范裝置上開車成功，標(biāo)志著YD-CADS工藝正式進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用實(shí)施階段。牡丹江首控石化項(xiàng)目于2017年5月開工建設(shè)，2018年初建成中交，2018年6月一次開車成功，目前裝置運(yùn)行平穩(wěn)，產(chǎn)品汽油硫含量穩(wěn)定在10ppm以下，生產(chǎn)滿足國(guó)V汽油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求的清潔汽油。
展開 專家講堂│煉油結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型下沸騰床加氫技術(shù)
沸-固復(fù)合床渣油加氫技術(shù)
當(dāng)前煉油廠加工原油的重質(zhì)化、劣質(zhì)化程度加劇，煉油企業(yè)正處于轉(zhuǎn)型發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，傳統(tǒng)固定床加氫等技術(shù)面臨諸多挑戰(zhàn)和壓力，依托STRONG沸騰床加氫技術(shù)，中國(guó)石化大連石油化工研究院開發(fā)了沸-固復(fù)合床劣質(zhì)渣油加氫技術(shù)。該技術(shù)由STRONG沸騰床加氫技術(shù)與S-RHT固定床渣油加氫技術(shù)聯(lián)合而成，配套催化劑及其級(jí)配體系，形成渣油加氫的迭代技術(shù)。該技術(shù)具有原料適應(yīng)性強(qiáng)、運(yùn)轉(zhuǎn)周期長(zhǎng)及加氫重油氫含量高等優(yōu)點(diǎn)，與傳統(tǒng)渣油加氫技術(shù)相比，在相同原料性質(zhì)下，復(fù)合床裝置運(yùn)轉(zhuǎn)周期可延長(zhǎng)50%~100%，同時(shí)加氫重油氫含量得到較大幅度提升。
01
沸-固復(fù)合床工藝流程
在復(fù)合床技術(shù)中，沸騰床作為固定床渣油加氫裝置的保護(hù)反應(yīng)器，解決了反應(yīng)器壓降和熱點(diǎn)的問(wèn)題，降低了瀝青質(zhì)等大分子的擴(kuò)散阻力，提高了劣質(zhì)原料加工能力；強(qiáng)化了重金屬脫除和瀝青質(zhì)轉(zhuǎn)化，大幅降低后續(xù)固定床反應(yīng)器脫金屬和瀝青質(zhì)轉(zhuǎn)化負(fù)荷；沸騰床反應(yīng)器可實(shí)現(xiàn)催化劑在線加排，提升運(yùn)行周期。沸騰床加氫生成油進(jìn)入后續(xù)固定床單元，通過(guò)優(yōu)化固定床催化劑級(jí)配體系，實(shí)現(xiàn)加氫生成油的高效提質(zhì)，大幅提升加氫重油氫含量。沸-固復(fù)合床工藝流程見(jiàn)圖7。
02
復(fù)合床中試運(yùn)行結(jié)果
以石化企業(yè)典型渣油為原料，在實(shí)驗(yàn)室復(fù)合床中試裝置上開展相關(guān)加氫過(guò)程研究。中試試驗(yàn)裝置由沸騰床和固定床熱聯(lián)合組成，第一反應(yīng)器為沸騰床反應(yīng)器，裝填脫金屬催化劑，第二和第三反應(yīng)器為固定床反應(yīng)器，按特定級(jí)配裝填固定床脫金屬催化劑、脫硫催化劑、脫氮催化劑和降殘?zhí)看呋瘎?/span>
展開 27種反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)及原理，你想了解的都在這里
4、多級(jí)串聯(lián)反應(yīng)釜
三、固定床反應(yīng)器
又稱填充床反應(yīng)器，裝填有固體催化劑或固體反應(yīng)物用以實(shí)現(xiàn)多相反應(yīng)過(guò)程的一種反應(yīng)器。固體物通常呈顆粒狀，粒徑2～15mm左右，堆積成一定高度（或厚度）的床層。床層靜止不動(dòng)，流體通過(guò)床層進(jìn)行反應(yīng)。它與流化床反應(yīng)器及移動(dòng)床反應(yīng)器的區(qū)別在于固體顆粒處于靜止?fàn)顟B(tài)。
固定床反應(yīng)器主要用于實(shí)現(xiàn)氣固相催化反應(yīng)，如氨合成塔、二氧化硫接觸氧化器、烴類蒸汽轉(zhuǎn)化爐等。用于氣固相或液固相非催化反應(yīng)時(shí)，床層則填裝固體反應(yīng)物。涓流床反應(yīng)器也可歸屬于固定床反應(yīng)器，氣、液相并流向下通過(guò)床層，呈氣液固相接觸。
1、軸向絕熱式固定床反應(yīng)器
流體沿軸向自上而下流經(jīng)床層，床層同外界無(wú)熱交換。
2、絕熱式固定床反應(yīng)器
下圖是絕熱式固定床反應(yīng)器的示意圖。它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，催化劑均勻堆置于床內(nèi)，床內(nèi)沒(méi)有換熱裝置，預(yù)熱到一定溫度的反應(yīng)物料流過(guò)床層進(jìn)行反應(yīng)就可以了。
? 徑向絕熱式固定床反應(yīng)器
流體沿徑向流過(guò)床層，可采用離心流動(dòng)或向心流動(dòng)，床層同外界無(wú)熱交換。徑向反應(yīng)器與軸向反應(yīng)器相比，流體流動(dòng)的距離較短,流道截面積較大,流體的壓力降較小。但徑向反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)較軸向反應(yīng)器復(fù)雜。以上兩種形式都屬絕熱反應(yīng)器,適用于反應(yīng)熱效應(yīng)不大,或反應(yīng)系統(tǒng)能承受絕熱條件下由反應(yīng)熱效應(yīng)引起的溫度變化的場(chǎng)合。
? 列管式固定床反應(yīng)器
由多根反應(yīng)管并聯(lián)構(gòu)成。管內(nèi)或管間置催化劑，載熱體流經(jīng)管間或管內(nèi)進(jìn)行加熱或冷卻，管徑通常在25～50mm之間，管數(shù)可多達(dá)上萬(wàn)根。列管式固定床反應(yīng)器適用于反應(yīng)熱效應(yīng)較大的反應(yīng)。
展開 
反應(yīng)器的基礎(chǔ)知識(shí)
床式反應(yīng)器
床式反應(yīng)器主要適用于固相物料或固體催化劑參與的化學(xué)反應(yīng)。常見(jiàn)的床式反應(yīng)器可以分為以下幾種∶
（1）固定床反應(yīng)器 固定床反應(yīng)器又稱填充床反應(yīng)器，反應(yīng)器內(nèi)部裝填有固體催化劑或固體反應(yīng)物用于實(shí)現(xiàn)多相反應(yīng)過(guò)程。固體物通常呈顆粒狀，堆積成一定高度或厚度的床層，床層靜止不動(dòng)，流體通過(guò)床層發(fā)生反應(yīng)。
固定床反應(yīng)器有以下幾種基本形式
① 軸向絕熱式固定床反應(yīng)器。流體沿軸向自上而下流經(jīng)床層，床層同外界無(wú)熱交換。
②徑向絕熱式固定床反應(yīng)器。流體沿徑向流過(guò)床層，可采用離心流動(dòng)或向心流動(dòng)的方式，床層同外界無(wú)熱交換。
徑向反應(yīng)器與軸向反應(yīng)器相比，流體流動(dòng)的距離較短，截面積大，流體的壓降較小。但徑向反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。以上兩種形式都屬絕熱反應(yīng)器，適用于反應(yīng)熱效應(yīng)不大，或反應(yīng)系統(tǒng)能承受絕熱條件下由反應(yīng)熱效應(yīng)引起的溫度變化的反應(yīng)過(guò)程。
③ 列管式固定床反應(yīng)器。由多根反應(yīng)管并聯(lián)構(gòu)成。管內(nèi)或管間布置催化劑，冷熱載體流經(jīng)管間或管內(nèi)進(jìn)行加熱或冷卻。列管式固定床反應(yīng)器適用于反應(yīng)熱效應(yīng)相對(duì)較大的反應(yīng)。
④ 多級(jí)固定床反應(yīng)器。是根據(jù)反應(yīng)過(guò)程中不同的工藝條件的需要，將上述基本形式的反應(yīng)器串聯(lián)起來(lái)，組合而成的反應(yīng)器。如∶當(dāng)反應(yīng)熱效應(yīng)大或需分段控制溫度時(shí)，可將多個(gè)絕熱反應(yīng)器串聯(lián)成多級(jí)絕熱式固定床反應(yīng)器，反應(yīng)器之間設(shè)換熱器或補(bǔ)充物料以調(diào)節(jié)體系溫度，以便于反應(yīng)在最佳工藝條件下進(jìn)行。
固定床反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，物料不易返混，催化劑機(jī)械損耗小，流體同催化劑可進(jìn)行有效接觸。
展開 現(xiàn)代煤氣化技術(shù)進(jìn)展及產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀分析
晉煤集團(tuán)與外界合作，相繼研發(fā)了“晉煤H爐”“晉煤L爐”“晉煤S爐”等三種固定床連續(xù)純氧加壓氣化爐，其中，“晉煤S爐”（4.0MPa）氣化工藝是由晉煤集團(tuán)和賽鼎工程有限公司合作研發(fā)的一種加壓固定床高效熱能回收固態(tài)排渣氣化技術(shù)，該技術(shù)具有甲烷含量高的特點(diǎn)，適合于聯(lián)產(chǎn)LNG化工項(xiàng)目、工業(yè)燃?xì)忭?xiàng)目，工業(yè)示范裝置已于2020年底在河南晉煤天慶投料試車，目前正在進(jìn)行全面可視化、智能化升級(jí)改造，預(yù)計(jì)2022年投產(chǎn)運(yùn)行；“晉煤H爐”（4.0MPa）氣化工藝是由晉煤集團(tuán)和西安航天六院聯(lián)合研發(fā)的加壓移動(dòng)床低甲烷液態(tài)排渣氣化技術(shù)，該技術(shù)甲烷含量低，適合化工領(lǐng)域應(yīng)用，正在山西晉豐煤化工聞喜分公司進(jìn)行中試試驗(yàn)；“晉煤L爐”（6.5MPa）氣化工藝是由晉煤集團(tuán)和上海倍能公司聯(lián)合研發(fā)的新型加壓移動(dòng)床熔渣氣化技術(shù)，目前處于概念設(shè)計(jì)階段，尚未工業(yè)化。固定床未來(lái)的發(fā)展方向是實(shí)現(xiàn)裝置大型化、減少粗合成氣的煤灰?jiàn)A帶、對(duì)副產(chǎn)酚氨/焦油回收以及廢水高效處理。
2.3 流化床煤氣化技術(shù)進(jìn)展
目前，國(guó)內(nèi)流化床氣化技術(shù)主要有中科院山西煤化所的灰融聚氣化技術(shù)、中科院工熱所與蘭石集團(tuán)共同研發(fā)的加壓循環(huán)流化床煤氣化技術(shù)、中科合肥及濟(jì)南黃臺(tái)的常壓循環(huán)流化床煤氣化技術(shù)（中科院工熱所授權(quán)）、江蘇天沃綜能公司及上海浦名能源公司氣化技術(shù)、安徽科達(dá)潔能公司煤氣化技術(shù)等。
流化床氣化技術(shù)的典型干煤氣成分（體積分?jǐn)?shù)）：CO38%~45%、H232%~45%、CO212%~18%。氣化技術(shù)關(guān)鍵指標(biāo)：全系統(tǒng)碳轉(zhuǎn)化率≥96%，冷煤氣效率70%~76%，比氧耗210m3/1000m3(CO+H2)~300m3/1000m3(CO+H2)，比煤耗550kg/1000m3(CO+H2)~610kg/1000m3(CO+H2)。
展開 醋酸乙烯有幾種主流生產(chǎn)工藝？它們分別有什么特點(diǎn)？
乙烯法生產(chǎn)醋酸乙烯使用列管式固定床反應(yīng)器，管內(nèi)裝填催化劑，原料氣從上部進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)，接觸催化劑床層時(shí)發(fā)生催化反應(yīng)，生成目標(biāo)產(chǎn)物醋酸乙烯以及少量副產(chǎn)物二氧化碳等。由于該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，為移除反應(yīng)熱，在反應(yīng)器殼程通入加壓水，利用水的汽化移除反應(yīng)熱。
與乙炔法相比，乙烯法具有裝置結(jié)構(gòu)緊湊、產(chǎn)量大、能耗低、污染小的特點(diǎn)，且其產(chǎn)品成本低于乙炔法，產(chǎn)品質(zhì)量較優(yōu)，腐蝕情況也不嚴(yán)重，故在20世紀(jì)70年代后逐漸取代了乙炔法。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，世界上采用乙烯法生產(chǎn)的VAc約占70%，已成為VAc生產(chǎn)方法的主流。
目前世界上最為先進(jìn)的VAc生產(chǎn)工藝技術(shù)是BP公司的Leap Process和Celanese公司的Vantage Process。這兩種工藝技術(shù)與傳統(tǒng)的固定床氣相乙烯法相比，對(duì)裝置的核心部分反應(yīng)器和催化劑有較多改進(jìn)，提高了裝置操作的經(jīng)濟(jì)性和安全性。
針對(duì)固定床反應(yīng)器內(nèi)催化劑床層分布不均勻、乙烯單程轉(zhuǎn)化率低等問(wèn)題，Celanese公司開發(fā)出了新型固定床的Vantage工藝。該工藝采用的反應(yīng)器仍為固定床，但對(duì)催化劑體系進(jìn)行了重要改進(jìn)，且增加尾氣中乙烯回收裝置，克服了傳統(tǒng)固定床工藝的缺點(diǎn)，產(chǎn)物醋酸乙烯的收率明顯高于同類裝置。該工藝催化劑采用鉑作為主要活性組分，硅膠作為催化劑載體，檸檬酸鈉作為還原劑，并且添加其他輔助金屬如：鐠、釹等鑭系稀土元素，催化劑的選擇性、活性和空時(shí)收率與傳統(tǒng)催化劑相比均有所提高。
BP Amoco公司研發(fā)出流化床乙烯氣相法工藝，又稱Leap Process工藝，在英國(guó)Hull建成年產(chǎn)250kt的流化床裝置。采用該工藝生產(chǎn)醋酸乙烯生產(chǎn)成本可以降低30%，并且催化劑的空時(shí)收率［1858~2744g/(L·h-1)］遠(yuǎn)高于固定床工藝(700~1200g/(L·h-1)］。
展開 中石化PPT│化工反應(yīng)過(guò)程之固定床反應(yīng)器詳細(xì)解讀
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來(lái) 源 | 中石化
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劣質(zhì)重油/渣油加工路線、工藝技術(shù)及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，一次性講透！
編 輯 | 化工活動(dòng)家
作 者 | 李雪靜等
來(lái) 源 | 石化技術(shù)與應(yīng)用
關(guān)鍵詞 | 劣質(zhì)重油 加工路線 工藝技術(shù)
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劣質(zhì)重油加工技術(shù)包括加氫和脫碳2種路線，加氫路線按反應(yīng)器形式分為固定床、沸騰床和懸浮床3種，脫碳路線包括焦化、減黏裂化、溶劑脫瀝青等。具體工藝路線的選擇主要根據(jù)原料性質(zhì)、煉廠定位、產(chǎn)品方案、技術(shù)水平、投資規(guī)模等多方面統(tǒng)籌考慮。
每一種劣質(zhì)重油加工工藝，均有各自的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍，而結(jié)合了多種技術(shù)優(yōu)勢(shì)的各種組合工藝路線，可以提升煉廠對(duì)原油的適應(yīng)能力，增強(qiáng)煉廠抵抗市場(chǎng)沖擊的能力和盈利能力，也是今后劣質(zhì)重油加工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。
劣質(zhì)重油加氫路線
01
渣油固定床加氫處理技術(shù)
渣油固定床加氫處理技術(shù)是迄今為止工業(yè)應(yīng)用最多和最成熟的渣油加氫技術(shù)，主要用于催化裂化原料預(yù)處理。下表列出了主要渣油固定床加氫處理技術(shù)的特點(diǎn)、技術(shù)指標(biāo)和工業(yè)應(yīng)用情況。
可以看出，目前世界范圍內(nèi)有近80套的渣油固定床加氫裝置運(yùn)行。雖然渣油固定床加氫有多種技術(shù)來(lái)源，但這些技術(shù)在流程和工藝條件上大同小異，沒(méi)有太多本質(zhì)上的差別。
展開 汽油超深度脫硫技術(shù)再獲應(yīng)用
中科院大連化物所李燦院士研究團(tuán)隊(duì)與陜西延長(zhǎng)石油（集團(tuán)）有限責(zé)任公司合作開發(fā)的催化汽油固定床催化反應(yīng)吸附脫硫工藝（YD-CADS），近日在牡丹江首控石油化工有限公司20萬(wàn)噸/年催化汽油固定床催化吸附脫硫裝置上一次開車成功，生產(chǎn)符合國(guó)V標(biāo)準(zhǔn)汽油。這是繼山東恒源石化40萬(wàn)噸/年重汽油深度脫硫工業(yè)化后，汽油超深度脫硫技術(shù)的又一次成功應(yīng)用。
牡丹江首控石化項(xiàng)目于2017年5月開工建設(shè)，2018年初建成中交，2018年6月一次開車成功，目前裝置運(yùn)行平穩(wěn)，產(chǎn)品汽油硫含量穩(wěn)定在10ppm以下，可生產(chǎn)滿足國(guó)V汽油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求的清潔汽油。
YD-CADS工藝技術(shù)于2013年通過(guò)中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)組織的成果鑒定，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，為國(guó)際首創(chuàng)，整體處于國(guó)際同類技術(shù)的領(lǐng)先水平。2016年初該技術(shù)在山東恒源石油化工股份有限公司40萬(wàn)噸/年重汽油深度脫硫工業(yè)示范裝置上開車成功，標(biāo)志著YD-CADS工藝正式進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用實(shí)施階段。
近年來(lái)，我國(guó)大氣環(huán)境惡化，霧霾天氣頻現(xiàn)，燃油機(jī)動(dòng)車含硫污染物排放是霧霾天氣的主要誘因之一，國(guó)家嚴(yán)控燃油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。李燦研究團(tuán)隊(duì)踐行國(guó)家潔凈能源戰(zhàn)略，以社會(huì)需求為己任，在致力于太陽(yáng)能以及二氧化碳轉(zhuǎn)化等清潔能源利用前瞻研究的同時(shí)，積極解決當(dāng)下傳統(tǒng)化石燃料清潔化的問(wèn)題，先后研發(fā)成功汽油和柴油超深度脫硫兩項(xiàng)技術(shù)并成功實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。
上圖為正在運(yùn)行的20萬(wàn)噸/年催化汽油固定床催化吸附脫硫裝置。
來(lái)源：中國(guó)化工報(bào)
展開 化工中的流體力學(xué)問(wèn)題（附多物理場(chǎng)視頻）
固定床與流體通過(guò)多孔介質(zhì)的流動(dòng)
由大量固體顆粒堆積而成的靜止的顆粒層，稱為固定床。流體從顆粒間的空隙中通過(guò)，這種類型的流動(dòng)常稱為通過(guò)多孔介質(zhì)的流動(dòng)，如圖4(a) 所示。當(dāng)顆粒是催化劑時(shí)，固定床是進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)器；當(dāng)顆粒是吸附劑時(shí)，它是干燥器或分離器，可除去氣體中的濕份（如水）或分離混合物；此外，過(guò)濾操作、地下水、石油滲流等也都與固定床有關(guān)。
固定床中的流動(dòng)示意圖
由于顆粒層內(nèi)的空隙通道彎曲多變，流動(dòng)情況相當(dāng)復(fù)雜，并不是單純的內(nèi)部或外部問(wèn)題。在工程上用簡(jiǎn)化方法來(lái)處理，提出了兩種基本模型：
管流模型：將空隙串聯(lián)起來(lái)，形成虛擬的管道，流體從其中通過(guò)，簡(jiǎn)化成了內(nèi)部問(wèn)題。
繞流模型：將顆粒各自孤立，流體繞過(guò)顆粒，簡(jiǎn)化成外部問(wèn)題處理（見(jiàn)固定床中的流動(dòng)示意圖）。這些模型由于太過(guò)于簡(jiǎn)化，與實(shí)際情況差得尚遠(yuǎn)，還需要做深入的研究。
固定床與自然界的一般滲透不同之處，在于它們一般是在外加專門力場(chǎng)下進(jìn)行的。
6.
流化床與流體和固體的兩相流動(dòng)
流體自下而上通過(guò)堆積的固體顆粒床層，當(dāng)流體在床層縫隙中穿行的實(shí)際速度小于顆粒的沉降速度時(shí)，床層靜止，即為前述的固定床。隨著流體流速的增大，床層膨脹，直至顆粒懸浮，分散于流體之中。此時(shí)，床層的上界面猶如液體沸騰時(shí)的狀態(tài)，具有類似流體的某些宏觀特性，故稱為流化床或沸騰床，如流化床圖所示。
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【計(jì)算實(shí)例】鏈條爐燃燒 ￥2000
鏈條爐燃燒的難度在于固定床的模擬，本例子通過(guò)UDF是的煤顆粒只做水平運(yùn)動(dòng)，且速度為鏈條爐爐排的運(yùn)動(dòng)速度，以模擬固定床的運(yùn)動(dòng)。
本例子為全三維全尺寸模擬
1. 速度分布：
2. 溫度分布
3.CO2分布
4. O2分布
5. O2分布
視頻：
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展開 催化裂解技術(shù)在烯烴產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用
DCC 裝置的反應(yīng)系統(tǒng)有提升管加流化床(DCC-Ⅰ型，最大量丙烯操作模式)或提升管(DCC-Ⅱ，最大量異構(gòu)烯烴操作模式)兩種型式，可以加工多種重質(zhì)原料，并特別適宜加工石蠟基原料。所采用的催化劑孔道結(jié)構(gòu)較小，較大的重油分子不易進(jìn)入分子篩內(nèi)部進(jìn)行擇形裂解而聚集在分子篩表面造成產(chǎn)品分布不良和結(jié)焦縮合，從而堵塞催化劑孔道。
CPP技術(shù)：catalytic pyrolysisprocess CPP 技術(shù)是在DCC 技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。該工藝以重油為原料，采用專門研制的改性擇形沸石催化劑(CEP)，應(yīng)用組合的流化床催化裂化技術(shù)，在反應(yīng)系統(tǒng)中通過(guò)催化裂化、高溫?zé)崃呀獾染C合反應(yīng)途徑，實(shí)現(xiàn)最大量生產(chǎn)乙烯和丙烯的目的。
HCC技術(shù)：heavy-oil contact crackingprocess 重油高溫接觸裂解。
MTO技術(shù)：煤制烯烴技術(shù)包括煤氣化、合成氣凈化、甲醇合成和甲醇制烯烴4項(xiàng)核心技術(shù)。DMTO其反應(yīng)溫度475～505℃，反應(yīng)壓力0.12MPa。與DMTO 相比，DMTO-II 工藝裝置上增加一個(gè)C4+轉(zhuǎn)化單元和一個(gè)C4+分離單元。整個(gè)系統(tǒng)工藝特點(diǎn)為：醇的轉(zhuǎn)化與C4+產(chǎn)物在不同的反應(yīng)區(qū)間進(jìn)行反應(yīng)，并將兩個(gè)反應(yīng)區(qū)間進(jìn)行藕合，從而實(shí)現(xiàn)熱量的合理利用；兩個(gè)反應(yīng)采用同樣的催化劑，均使用流化反應(yīng)方式，從而可以共用再生器，簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；在保證甲醇轉(zhuǎn)化的同時(shí)，可顯著提高低碳烯烴的選擇性，使生產(chǎn)成本降低，每噸烯烴的甲醇消耗可以降低10%以上。
MTP技術(shù)：Lurgi MTP技術(shù)采用的催化劑是德國(guó)南方化學(xué)公司提供的改性ZSM-5 分子篩，反應(yīng)器為固定床反應(yīng)器，可以最大限度減少返混，但催化劑無(wú)法連續(xù)再生，需要使用3臺(tái)固定床并聯(lián)操作，兩臺(tái)反應(yīng)，一臺(tái)再生，切換操作。反應(yīng)溫度為380～480 ℃，壓力0.13～0.16 MPa。該工藝的甲醇轉(zhuǎn)化率達(dá)到99%以上，丙烯碳基收率達(dá)到65%。
展開 常規(guī)焦?fàn)t危險(xiǎn)廢物產(chǎn)生和利用處置現(xiàn)狀及對(duì)策
此外，高溫煤焦油深加工時(shí)應(yīng)采用懸浮床加氫裂化技術(shù)、延遲焦化-固定床加氫技術(shù)、固定床催化加氫裂化技術(shù)和固定床加氫精制/加氫處理技術(shù)等先進(jìn)的清潔生產(chǎn)技術(shù)。
b) 缺乏脫硫廢液中提取得到鹽類的污染控制標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)規(guī)范是造成該類鹽綜合利用過(guò)程二次污染的關(guān)鍵。基于此，應(yīng)制定該類鹽的污染控制標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)規(guī)范，促進(jìn)脫硫廢液提鹽尤其是提取單品精鹽。當(dāng)前制酸設(shè)備無(wú)法穩(wěn)定運(yùn)行，使得脫硫裝置規(guī)模較小企業(yè)無(wú)法利用脫硫廢液制酸。針對(duì)此問(wèn)題，省級(jí)生態(tài)環(huán)境部門應(yīng)制定脫硫廢液集中提酸的方案，在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)可控的前提下，將脫硫廢液從產(chǎn)生企業(yè)“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”集中輸送至專門利用脫硫廢液提酸的企業(yè)進(jìn)行硫酸提取。此外，應(yīng)開發(fā)先進(jìn)的、平穩(wěn)高效連續(xù)運(yùn)行和自動(dòng)化控制的脫硫廢液提鹽和制酸技術(shù)。
c) 利用經(jīng)濟(jì)效益不明顯的常規(guī)焦?fàn)t危險(xiǎn)廢物返回配煤工序煉焦，將引起環(huán)境污染、設(shè)備腐蝕和能耗增加。
鑒于此，應(yīng)精準(zhǔn)把控危險(xiǎn)廢物的配比，使其回配不影響焦炭和煤氣質(zhì)量，并且應(yīng)在滿足各項(xiàng)管理規(guī)定和嚴(yán)格控制揮發(fā)性氣體無(wú)組織排放并長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的前提下返回配煤工序進(jìn)行綜合利用。
展開 我國(guó)常規(guī)焦?fàn)t危險(xiǎn)廢物產(chǎn)生和利用處置現(xiàn)狀及對(duì)策
此外，高溫煤焦油深加工時(shí)應(yīng)采用懸浮床加氫裂化技術(shù)、延遲焦化-固定床加氫技術(shù)、固定床催化加氫裂化技術(shù)和固定床加氫精制/加氫處理技術(shù)等先進(jìn)的清潔生產(chǎn)技術(shù)。
b) 缺乏脫硫廢液中提取得到鹽類的污染控制標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)規(guī)范是造成該類鹽綜合利用過(guò)程二次污染的關(guān)鍵?；诖?，應(yīng)制定該類鹽的污染控制標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)規(guī)范，促進(jìn)脫硫廢液提鹽尤其是提取單品精鹽。當(dāng)前制酸設(shè)備無(wú)法穩(wěn)定運(yùn)行，使得脫硫裝置規(guī)模較小企業(yè)無(wú)法利用脫硫廢液制酸。針對(duì)此問(wèn)題，省級(jí)生態(tài)環(huán)境部門應(yīng)制定脫硫廢液集中提酸的方案，在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)可控的前提下，將脫硫廢液從產(chǎn)生企業(yè)“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”集中輸送至專門利用脫硫廢液提酸的企業(yè)進(jìn)行硫酸提取。此外，應(yīng)開發(fā)先進(jìn)的、平穩(wěn)高效連續(xù)運(yùn)行和自動(dòng)化控制的脫硫廢液提鹽和制酸技術(shù)。
c) 利用經(jīng)濟(jì)效益不明顯的常規(guī)焦?fàn)t危險(xiǎn)廢物返回配煤工序煉焦，將引起環(huán)境污染、設(shè)備腐蝕和能耗增加。
鑒于此，應(yīng)精準(zhǔn)把控危險(xiǎn)廢物的配比，使其回配不影響焦炭和煤氣質(zhì)量，并且應(yīng)在滿足各項(xiàng)管理規(guī)定和嚴(yán)格控制揮發(fā)性氣體無(wú)組織排放并長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的前提下返回配煤工序進(jìn)行綜合利用。
來(lái)源：中國(guó)危廢產(chǎn)業(yè)網(wǎng)
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