煤直接液化浆态反应器内气-浆流动与反应的CFD模拟

• 作者: 周强 李军 王腾 郭晓峰 陈彩霞
• 来源期刊: 华东理工大学学报（自然科学版）
• 学科: 工学
• 关键词: CFD模拟 煤直接液化 浆态反应器 流体动力学 反应动力学模型
• 年，卷（期）: 2016,（5）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 601-607
• 页数: 7页
• 分类号: TQ536.9
• 字数: 4688字
• 语种: 中文
• DOI: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2016.05.003

摘要

以褐煤直接液化小试反应器为研究对象,将反应器内气-液-固三相流动简化为气-浆两相流动,使用Fluent 14.0及双流体模型,模拟预测高温、高压条件下气-浆两相流动及反应的耦合过程.对反应器内等温流场进行了三维瞬态模拟,结果表明:反应器内总体气含率较低,约为0.016 5;气-浆流速较低,且壁面附近浆液回流和返混显著;浆液在反应器内平均停留时间约为70 min,与液化反应所需时间匹配.使用Matlab最小二乘曲线拟合方法,获得褐煤在430℃、10 MPa下的液化反应速率常数,通过用户自定义函数(UDF)将动力学参数导入Fluent求解器,对反应器内流动和反应过程耦合求解.结果显示:反应器出口处煤的转化率约为89.25％,沥青质(PAA)和油气(OG)产率分别为26.33％和61.81％,与测量值吻合.此数学模型及数值方法有望应用于中试及工业装置,指导液化工艺优化和反应器的设计放大.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	李军	华东理工大学煤气化及能源化工教育部重点实验室	21	153	6.0	11.0
2	陈彩霞	华东理工大学煤气化及能源化工教育部重点实验室	12	75	5.0	8.0
3	周强	华东理工大学煤气化及能源化工教育部重点实验室	4	7	2.0	2.0
4	郭晓峰	华东理工大学煤气化及能源化工教育部重点实验室	2	7	2.0	2.0
5	王腾	华东理工大学煤气化及能源化工教育部重点实验室	3	8	2.0	2.0