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摘要
CO2的有效转化对于实现“双碳”目标具有重要意义。柱形颗粒比异形颗粒具有更优良的热导性和更小的颗粒表面积，因此，为获得更优异的床层性能，采用离散元方法(DEM)对异形颗粒混合堆积床内的CO2加氢反应体系进行颗粒尺度CFD模拟计算，探究不同堆积方式对床层多物理场分布、CO2转化率及CH4产率的影响。结果表明，催化剂内部存在扩散阻力，随着反应进行，颗粒内物质由分层分布渐变为均匀分布。随机混合床与常规床相比，随机混合床稳态前热点不易波动、稳态产率更高，而柱形床径向热场更均匀且热点更高。在四种规则混合床中，底部为4孔的两种催化剂床相较于底部为柱形的两种催化剂床，整体流场更均匀、高速区少、压降大、高温区占比大、稳态前热点不易波动；2层-底4孔催化剂床的稳态出口CO2转化率和CH4产率均最大；4层-底4孔催化剂床高温区占比较高，随着反应进行，高温区占比呈上升趋势，CO2转化率和CH4产率大幅下降。
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