费托合成环隙型微通道反应器内气液流动、传热与传质特性的实验研究与数值模拟

基本信息
批准号:21676027
项目类别:面上项目
资助金额:64.00
负责人:禹耕之
学科分类:
依托单位:北京石油化工学院
批准年份:2016
结题年份:2020
起止时间:2017-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:靳海波,张丽强,李健,张璐,李鹤
关键词:
气液传质流动特性环隙型微通道传热费托合成
结项摘要

Fischer-Tropsch Synthesis (FTS) is the key reaction for CTL process. A novel Micro Concentric Annuli Reactor (MCAR) is proposed for FTS. Liquid and gas-liquid flow parameters in the MCAR are studied experimentally, including fluid velocity, flow style, resistance, pressure drop, gas dispersion and bubble size. The classification and judging standard for the gas-liquid flow style in the MCAR are proposed. Heat transfer between the flow and cooling media is studied and heat transfer dimensionless number is configured. Gas-liquid mass transfer is measured and mass transfer dimensionless number is proposed. At the same time, numerical simulation based on commercial CFD software is applied for the gas-liquid flow in the MCAR. Based on the results of experimental test and numerical simulation, an optimal geometry design and the best operation conditions for the MCAR are obtained. A real Fischer-Tropsch Synthesis reaction is performed in the optimal design device under proposed operation parameters to verify the effectiveness of the model.

费托合成是煤制合成油的关键反应。本申请提出一种适用于费托合成反应的新型环隙型微通道反应器。以环隙型微通道反应器内气液两相流动、传热与传质为研究对象,通过实验对比不同几何尺寸和操作条件下,微通道内单液相和气液两相的流型、流速、阻力、压降、气相分散状况、气泡尺寸、传热和气液传质系数,并建立环隙型微通道内气液两相流动形态的分类及判别标准;同时构建了环隙型微通道传热准数模型和气液传质准数模型。运用数值模拟方法,建立环隙型微通道气液两相流动模型,预测微通道内气液两相体系的流动特性,探索微通道内的流动、界面滑移和相间作用力等对流动的影响规律。结合实验研究和数值模拟结果,提出费托合成环隙型微通道反应器的优化构型和最优操作条件,并进行费托合成热膜试验验证。

项目摘要

费托合成是煤制合成油的关键反应。本申请提出一种适用于费托合成反应的新型环隙型微通道反应器。以环隙型微通道反应器内气液两相流动、传热与传质为研究对象,通过实验对比不同几何尺寸和操作条件下,微通道内单液相和气液两相的流型、流速、阻力、压降、气相分散状况、气泡尺寸、传热和气液传质系数,并建立环隙型微通道内气液两相流动形态的分类及判别标准;同时构建了环隙型微通道传热准数模型和气液传质准数模型。运用数值模拟方法,建立环隙型微通道气液两相流动模型,预测微通道内气液两相体系的流动特性,探索微通道内的流动、界面滑移和相间作用力等对流动的影响规律。结合实验研究和数值模拟结果,提出费托合成环隙型微通道反应器的优化构型和最优操作条件,并进行费托合成热膜试验验证。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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