气固两相流内中空多孔催化剂性能的数值模拟

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本站小编 Free考研考试/2022-01-01

吴秋莹^1,2，孔令凯^2,3，徐骥^2,4*，葛蔚^2,3,4，袁绍军^1*

1. 四川大学化学工程学院，四川成都610065
2. 中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室，北京100190
3. 中国科学院大学化学工程学院，北京100049
4. 中国科学院绿色过程制造创新研究院，北京100190

收稿日期:2020-07-20修回日期:2020-08-07出版日期:2021-07-28发布日期:2021-07-27
通讯作者:徐骥

基金资助:中国科学院信息化专项课题;国家自然科学基金委重大计划集成项目;国家重点研发计划项目;工业化虚拟过程平台的研发与典型应用;中国科学院前沿科学重点研究项目;挑战计划国防基础科研科学挑战专题

Numerical simulation of hollow catalyst with pores in gas-solid reaction system

Qiuying WU^1,2, Lingkai KONG^2,3, Ji XU^2,4*, Wei GE^2,3,4, Shaojun YUAN^1*

1. School of Chemical Engineering, Sichuan University, Chengdu, Sichuan 610065, China
2. State Key Laboratory of Multiphase Complex Systems, Institute of Process Engineering, Chinese Academy of Sciences, Beijing
100190, China
3. School of Chemical Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
4. Innovation Academy for Green Manufacture, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China

Received:2020-07-20Revised:2020-08-07Online:2021-07-28Published:2021-07-27
Contact:Ji XU

摘要/Abstract

摘要： 气固流态化过程中流体和颗粒分别聚集，形成稀密两相，严重限制其传质效率和反应速率的提高。针对此问题，本工作设计了一种中空多孔结构的催化剂颗粒，通过模拟方法研究该颗粒对稀密两相气相传质与反应的影响，及其在稀密相间转换的时间尺度。结果表明，一定的流动强度时，在颗粒稀密相转换的时间尺度内，中空多孔结构的颗粒能够有效地在稀相存储反应气体，并在密相释放，为密相提供额外的反应气体，增强体系的整体反应效率。当催化反应速率高于传质速率时，在所研究的流动条件下中空多孔颗粒体系的反应效率比实心球形颗粒体系高出26.92%~29.55%。可以预见在稀密相分布更广的大型气固流化床反应器中，中空多孔结构的催化剂颗粒能够更为有效地提高反应器的整体效率。

引用本文

吴秋莹孔令凯徐骥葛蔚袁绍军. 气固两相流内中空多孔催化剂性能的数值模拟[J]. 过程工程学报, 2021, 21(7): 774-785.
Qiuying WU Lingkai KONG Ji XU Wei GE Shaojun YUAN. Numerical simulation of hollow catalyst with pores in gas-solid reaction system[J]. The Chinese Journal of Process Engineering, 2021, 21(7): 774-785.

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参考文献

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