对低度甲预热直流催化氧化装置的氧化性能进行模拟研究,考虑热辐射

科学领域:

• 化学工程是化学工程的重要组成部分.
• 燃烧科学 燃烧科学
• 计算流体动力学的流体动力学.

背景情况:

• 催化氧化对于甲转化至关重要.
• 辐射传热在高温化学过程中起着重要作用.
• 优化氧化性能需要了解传热机制.

研究的目的:

• 为了模拟甲的催化氧化,考虑辐射热传递.
• 研究热辐射对不同条件下的氧化性能的影响.
• 在不同的操作参数下确定主导的传热机制 (辐射与对流).

主要方法:

• 使用FLUENT计算软件模拟甲的催化氧化过程.
• 分析进气温度,进气速度和甲度对氧化性能的影响.
• 辐射热传递对氧化作用的比例的量化.

主要成果:

• 升高的进气温度增强了热辐射的效果,在900K达到~45%,导致更高的反应温度 (1154K) 和甲转化 (89%).
• 增加的输入速度将热辐射的影响降低到2m/s的10%左右,降低反应温度 (993K) 和转换 (68%),使对流成为主导.
• 在甲度>1%时,辐射传热的比例为<25%,对流是影响性能的主要因素 (在1087K处转换88%).

结论:

• 热辐射对甲氧化的影响强烈依赖于操作条件,特别是进气温度和速度.
• 在较高的进气速度和甲度下,对流转热传递成为主导因素.
• 优化甲的催化氧化需要仔细考虑辐射和对流传热传递机制.