管式固定床反应器柱状颗粒床层流体流动模拟与实验研究

作者：朱梓瑞; 刘雪东^*; 蒋良雄; 顾宇彤; 彭涛; 殷俊杰; 刘梅华; 蒋威

来源：过程工程学报, 2021, 21(09): 1022-1032.

• 固定床反应器
• 柱状颗粒
• 流体流动特性
• 数值模拟
• 压降

针对管式固定床反应器内管束数量多、规模大等特点,选取单个管束作为特征结构。对装填不同直径柱状颗粒的管束,采用程序坐标定位的方法,建立柱状颗粒床层的物理模型。采用DEM与CFD联合数值仿真方法,探究反应管内径与柱状颗粒的等比表面积球当量直径之比(管径比Di/dp)对柱状颗粒床层流体流动的影响,并建立单管固定床反应器试验台,采用差压测试方法进行实验研究。结果表明,当Di/dp由5.37增至12.75时,床层空隙率和流体分布均匀性均得到改善,壁面效应的影响由床层中心减弱到管壁。基于数值模拟及实验结果对Di/dp=12.75的柱状颗粒床层进行床层压降Ergun公式常系数修正,CFD模拟计算的结果与拟合公式吻合较好。研究结果能为固定床反应器压降预测提供参考。

• 单位
  常州大学