尿素合成塔高效塔板的Fluent数值模拟.pdf

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1、化学工程师ChemicalEngineer2015年第06期DOI：10．162470．cnki．23—1171hq．20150616：继续教尿素合成塔高效塔板的育Fluent数值模拟’。‘赵双，王庆锋，庞鑫(北京化工大学故障诊断与自愈工程研究中心，北京100029)摘要：尿素合成塔板的结构型式影响尿素合成CO：转化率，市场上多种“高效”塔板并存，工程上难以正确选择，存在“高效”塔板“CO：转化率并不高”的现象。基于计算流体力学，应用湍流模型模拟并分析了卡萨利z型塔板和喷射型塔板气液两相流混合及流动特性，并用CO气含率间接表征气液两相流的混合

2、均匀程度，进而间接反映塔板的效能。在相同生产负荷下模拟不同结构“高效塔板”的CO气含率分布，和相同结构“高效塔板”在不同生产负荷条件下CO气含率分布的动态变化规律。模拟结果表明：相同生产负荷条件下，喷射型塔板CO气含率较高且分布稳定、均匀；不同生产负荷条件下，喷射型塔板具有较好的操作弹性；设计良好的喷射型塔板效率高、操作弹性大、能适应变工况生产条件，具有推广、应用价值。关键词：高效塔板；合成尿素；计算流体力学；湍流；模拟中图分类号：TQ441．41文献标识码：AUreareactorhigheficiencyplatesTluentnumer

3、icalsimulationZHAOShuang，WANGQing—feng，PANGXin(DiagnosisandSelf-repairEngineeringResearchCenterofBeijingUniversityofChemic~Technology，Beijing100029，China)Abstract：ThestructureofureasynthesisplatesafectstheconversionrateofCO2．Thoughthereareavarietyofhighefficiencyplatesinthe

4、market，it’Sdificulttochoosetherightplateinengineering，andthereexiststhathigh—eficiencyplatesworkinlow—efficiencystate．Basedoncomputationalfluiddynamicssimulationturbulencemodel，gas-liquidtwo-phasemixingandflowcharacteristicsinCasaleZ—platesandJet-platesareanalyzed，andgashol

5、dupwhichfurtherindirectlyreflectstheperformanceofplatesisintroducedtocharacterizethedegreeofgas-liquidtwo-phasemixingtllCO2．TheCO2gasholdupdistributionofdiferentstructure”eficiencyplates”underthesameproductionload，andtheCO2gasholdup’sandproductionload’Sdynamicvariationofthe

6、same”eficiencyplates”underdiferentproductionloadhavebeensimulated．Thesimulationresultsshowthat：underthesameproductionload，theCO2gasholdupofJet-platesishigheranddistributesstablyanduniformly．Underthediferentproductionload，Jet—plateshavebetteroperationalelasticity．Comprehensi

7、veanalysis：Awell—designedJet—platehashigheficiencyandlargelyoperationelasticity，anditcanadapttovariableproductionconditions，andhasthevalueofpromotionandapplication．Keywords：eficiencyplates；ureasynthesis；computationalfluiddynamics；turbulence；simulation尿素合成塔板结构型式影响气液两相流体在产企业引

8、进了“高效塔板”而并没有达到提高CO合成塔内的反应速度和反应时间，进而影响CO转转化率和增加产能的目的。合成塔直径、合成塔板化率⋯。国内市场上存在卡萨利塔板、卡萨利