基于CFD的甲醇合成中氣液分離的模擬與優(yōu)化研究.pdf

1、當(dāng)今，我國(guó)是世界上甲醇需求和產(chǎn)能較大的國(guó)家之一，甲醇工業(yè)正處在快速發(fā)展的時(shí)期。甲醇的市場(chǎng)和工業(yè)需求極大的促使人們對(duì)甲醇生產(chǎn)工藝和設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化改革。對(duì)于甲醇的生產(chǎn)工藝，在過(guò)去的30多年里，人們將研究的目標(biāo)放在了反應(yīng)器、催化劑和壓縮機(jī)等部分，并且已經(jīng)取得了非常巨大的成果。近年來(lái)，甲醇?xì)庖悍蛛x器的設(shè)計(jì)、優(yōu)化成為當(dāng)前的熱點(diǎn)課題。由于計(jì)算流體力學(xué)(Computation Fluid Dynamics，CFD)具有傳統(tǒng)的理論分析法所不具備的優(yōu)點(diǎn)，本

2、文以CFD商業(yè)軟件中的Fluent軟件為基本手段，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)研究的方法對(duì)合成氣制甲醇生產(chǎn)工藝過(guò)程中的氣液分離設(shè)備進(jìn)行模擬和優(yōu)化研究。
　　本文以合成氣制甲醇流程中的甲醇?xì)庖悍蛛x工藝為背景,以計(jì)算流體力學(xué)為基礎(chǔ)，結(jié)合甲醇?xì)庖悍蛛x動(dòng)力學(xué)模型，分別對(duì)旋流板式、重力式和折流板式三種甲醇?xì)庖悍蛛x方式進(jìn)行了模擬研究，借助Fluent軟件進(jìn)行計(jì)算求解，再用后處理軟件對(duì)流體跡線、組分密度場(chǎng)和壓力場(chǎng)的分布進(jìn)行顯示。同時(shí)借助Fluent軟件對(duì)三種甲醇

3、氣液分離器的結(jié)構(gòu)參數(shù)和操作參數(shù)進(jìn)行模擬優(yōu)化，得到了最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)和操作參數(shù)條件：在入口速度為10m/s、液滴直徑為10μm、筒體直徑為180mm、錐體高度為400mm時(shí)旋流式甲醇?xì)庖悍蛛x器具有較好的分離效率和分離性能；當(dāng)入口速度為1 m·s-1、液滴直徑最大為10-4m時(shí)斜管式重力式甲醇?xì)庖悍蛛x器具有較好的分離效果；當(dāng)甲醇液滴粒徑為10μm，混合流體的速度為5m/s、折流板轉(zhuǎn)折角為90°、級(jí)數(shù)為2級(jí)、折流板間距為20mm時(shí)折流板式甲醇?xì)庖?/p>