催化重整加热炉富氧燃烧模拟计算

36催化裂化装置不完全再生时，再生烟气中CO的体积分数在3%~9%[1]。

为防止CO直接排入大气对环境造成污染，需设置CO焚烧炉。

针对CO焚烧炉的工艺计算，本提出了一种新的计算方法，然后在Excel环境下对方程组进行求解，并以某催化裂化装置CO焚烧炉为例进行了计算。

1 模型建立1.1 物理过程描述再生烟气在烟气轮机中做功后，进入CO焚烧炉，温度在500~600℃。

CO的启燃温度为639℃，639~700℃为启燃阶段，爆燃温度为700~710℃[2]。

为保证CO充分燃烧，炉膛温度要达到800~1000℃，因此，需要补烧燃料气。

1.2 模型假设与简化（1）CO焚烧炉采用绝热炉膛，内部不设水冷壁，炉膛内壁敷有耐火材料，外部有保温层，为简化处理，不考虑焚烧炉的散热；（2）再生烟气进入炉膛内部，温度相对较低，伴随着燃烧器火焰的燃烧，CO逐渐燃烧，烟气温度逐渐升高，整个过程包含复杂的流动、传热和化学反应。

为简化处理，整个炉膛采用零维模型描述，即认为燃料气及CO的燃烧反应瞬间完成，并实现温度和压力的均匀分布，不考虑炉膛内部的不均匀性；（3）燃烧过程只考虑CO及各燃料气组分与O 2的反应，不考虑烟气中其它组分的分解等其他反应；（4）烟气、燃料气和空气全部按理想气体处理，SO X 的物性参数按CO 2计算；1.3 建立方程CO焚烧炉内的热力过程遵循质量守恒、能量守恒及化学反应方程式。

在入口参数已知的前提下，对于任意给定的一组燃料气和空气流量，通过组分燃烧的化学反应方程式，均可得到出口烟气的流量及组成，这时质量守恒和化学反应的配平关系自动满足，仅需再满足能量守恒即可。

燃烧过程遵循的能量守恒方程如下：为保证CO的转化率，除了控制炉膛温度外，还需要保证出口烟气中过剩O 2的体积分数在2%~4%，即：其中：LHV ——低位热值，kJ/Nm 3（不可燃组分取0）；Q 1——再生烟气的体积流量，Nm 3/h；Q 2——燃料气的体积流量，Nm 3/h；Q 3——空气的体积流量，Nm 3/h；h i ——某组分i的焓值，kJ/Nm 3；x i ——某组分i的体积分数，%；x i-l ——某组分i转化为出口烟气中对应的l组分的体积分数，%；α——出口烟气中O 2的体积分数，%。

富氧和富氢对高炉内部冶炼特征影响规律的数值模拟目录一、内容概要 (2)1.1 研究背景 (3)1.2 高炉中的氧与氢 (4)1.3 数值模拟方法概述 (5)二、实验设计和方法 (6)2.1 富氧和富氢处理对高炉内部环境影响的假设 (7)2.2 数学建模和物理模型定义 (8)2.3 模拟软件与数值方法介绍 (9)2.4 输入参数和边界条件设定 (10)2.5 计算模型验证与精确度检查 (11)三、数值模拟结果分析 (12)3.1 富氧条件下高炉内部气体成分分布 (13)3.2 富氢条件下高炉内部气体成分分布 (15)3.3 温度场和流场在各种条件下的变化 (16)四、结果讨论和对比分析 (17)4.1 不同条件对冶炼效率的影响 (18)4.2 能量利用率与烟气处理 (19)4.3 环境友好性分析 (20)五、富氧和富氢优化策略 (21)5.1 富氧条件下优化策略的探讨 (23)5.2 富氢条件下优化策略的探讨 (24)5.3 综合富氧与富氢效果 (25)六、结论与展望 (26)6.1 结论概要 (27)6.2 研究局限及未来研究方向 (28)一、内容概要本数值模拟研究旨在深入探讨富氧和富氢在高炉内部冶炼过程中的作用及其对冶炼特征的影响规律。

通过构建数学模型，结合实验数据和实际操作经验，系统地分析了富氧和富氢浓度、添加方式以及操作参数等因素对高炉冶炼过程的影响。

研究过程中，我们首先定义了高炉内部的关键变量，如温度、压力、气体成分等，并建立了相应的数学表达式来描述这些变量的变化规律。

利用先进的数值模拟技术，对不同富氧和富氢浓度下的冶炼过程进行了模拟计算。

通过对比分析富氧和富氢单独作用以及联合使用时的冶炼效果，我们发现富氧能够显著提高炉内温度和气体还原度，促进矿石的还原和渣的优化；而富氢则在降低炉内温度的同时，提高了气体的还原性和炉料的透气性。

我们还探讨了富氧和富氢的添加方式以及操作参数对冶炼效果的影响，为优化高炉冶炼工艺提供了理论依据。

压力环境下天然气预混富氧燃烧特性数值模拟能源是保障国家发展的重要前提,但燃烧化石燃料所带来的环境问题不容忽视。

使用环保型能源代替煤炭发电成为一种可行的方式。

分布式能源系统可以提高能源的利用率,在我国得到越来越多的关注。

富氧燃烧可以提高燃烧效率,并且节省燃料,但会导致NO_x排放量升高,在大气环境污染日益严重的今天,开展高压富氧燃烧研究具有实际意义。

本文以高压再热燃气—蒸汽联合循环为背景,在现有高压燃烧实验台的基础之上,对高压富氧燃烧进行数值模拟计算,研究高压情况下的富氧燃烧特性。

主要内容如下:首先根据现有高压燃烧实验台在前处理软件Gambit中建立数值模型及网格划分,并验证其合理性。

然后针对高压下富氧浓度为21%～50%的富氧燃烧情况进行了模拟计算。

并分析其温度场分布,燃烧效率、燃烧室出口温度情况、及NO_x生成规律和氧浓度对流场的影响。

研究发现,单纯的提高氧浓度,会使火焰温度升高,火焰高度逐渐变短,燃烧效率增大。

但火焰温度的升高导致热力型NO_x生成量大幅度升高,对燃烧室外壁的耐高温性要求也较高,需要增强冷却措施。

最后在压力为0.1～12MPa范围内的富氧燃烧特性进行研究。

结果表明,燃烧温度随压力的增大先增大,高于8MPa后开始平缓减小,NO_x生成量与温度有类似的变化规律。

提高能源利用效率,控制燃烧过程中的污染物排放是我国能源领域重中之重的任务,本文研究的燃烧技术体现了以上两个方面的高度结合,研究成果可以为研发和推广高效低污染的富氧燃烧技术以及设计新型燃烧器提供实验依据和理
论指导。

水泥回转窑劣质煤富氧燃烧器设计及数值模拟研究
随着工业发展和能源需求的不断增加，煤炭作为主要能源之一，受到越来越多的重视。

然而，劣质煤的利用却受到诸多限制，其中之一就是燃烧问题。

劣质煤燃烧时易产生过多的烟气和有害气体，对环境造成污染，并降低燃烧效率，导致能源浪费。

针对这一问题，本文针对水泥回转窑中劣质煤的燃烧问题进行研究，提出了一种富氧燃烧器设计方案并进行了数值模拟。

该富氧燃烧器采用了特殊的氧气分配方式，能够在燃烧过程中充分利用氧气，降低烟气排放量和有害气体产生。

同时，为了提高燃烧效率，本文还研究了燃料的适宜粒径范围和燃烧温度控制。

在设计完燃烧器之后，本文采用ANSYS Fluent软件进行了数
值模拟验证。

模拟结果表明，富氧燃烧器的设计方案能够有效降低烟气排放量和有害气体产生，同时提高燃烧效率。

在不同工况下的模拟结果也表明了该富氧燃烧器的适用性和稳定性。

综上所述，本文提出的水泥回转窑劣质煤富氧燃烧器设计方案和数值模拟研究具有一定的实际应用价值和参考意义，对于水泥工业中劣质煤的有效利用和环保达标具有重要意义。

催化重整的工艺计算实训篇一：催化重整是一种重要的石油加工工艺，用于将低价值的石脑油转化为高价值的汽油和石蜡。

在石油工业中，催化重整是一种常用的方法，通过使用催化剂将长链烃类转化为更短链烃类，从而提高油品的质量和产量。

在催化重整的工艺计算实训中，学生可以学习和实践相关的工艺步骤和计算方法。

首先，学生将学习如何选择合适的催化剂，这是催化重整过程中非常重要的一步。

催化剂的选择将直接影响到反应的效率和选择性。

接下来，学生将学习如何设计合适的反应器。

反应器的设计需要考虑到多个因素，例如反应物的流动性、温度和压力的控制等。

学生将学习如何进行热力学和动力学计算，以确定最佳的反应条件。

在实践中，学生将使用化学反应工程软件进行模拟和计算。

这些软件可以模拟和优化催化重整过程中的各个操作步骤，例如催化剂的选择、反应器的设计和操作条件的优化。

通过实践，学生可以更好地理解催化重整过程，并学会使用相关工具进行工艺计算。

此外，在实训中，学生还将进行实验室操作，例如催化剂的制备和性能测试。

这些实验将帮助学生更深入地了解催化剂的性质和反应机制。

通过实验和计算结合，学生可以全面地学习和掌握催化重整的工艺计算方法。

催化重整的工艺计算实训不仅可以提高学生的理论知识，还可以培养他们的实践能力和创新思维。

这些技能对于石油工业和化工行业的从业人员来说都是非常重要的。

因此，催化重整的工艺计算实训是一门非常有价值的课程，可以为学生的未来职业发展奠定坚实的基础。

篇二：催化重整是一种重要的化工工艺，用于转化石油炼制中的重质馏分，如石脑油和柴油，以生产高辛烷值的汽油。

在催化重整工艺中，催化剂被用来促使分子间的化学反应发生，将长链烷烃分子转化为较短的、具有较高辛烷值的芳烃分子。

为了优化催化重整工艺的操作条件，提高产率和选择性，工程师们需要进行工艺计算实训。

在这个实训中，他们会利用计算机模拟工具，如ASPEN Plus或HYSYS，来进行工艺的建模和模拟。

煤粉高温富氧无油点火的数值模拟郑建祥;李时光;朱秀丽【摘要】Simulate the ignition process of oil-free pulverized-coal in high-temperature oxygen-enriched by using Fluent software. Compare the oxygen-enriched condition with air condition in the difference flow rate of high-temperature air,as well as in different flow rate of primary air,and in different temperature of high-tem-perature air when igniting the pulverized coal. The results show that the temperature of oxy-enriched condition is higher than in the condition of air. Carbon monoxide content from burner exit is higher in air condition than in oxygen-enriched condition,and it could be seen that pulverized coal could completely burned in the oxygen-enriched condition. Ignition distance of pulverized coal increase after decrease as the rate of high-temperature is increasing. High temperature of primary air could decrease the ignition distance of pulverized coal.%高温空气无油点火技术对贫油的我国来说是一种较好的弥补，而我国火力发电又以劣质煤为主，导致高温空气点火时会使煤粉着火不稳定。

催化重整固定床反应器传递及反应过程的数值模拟催化重整（catalytic reforming）是一种常用的石油炼化工艺，用于生产高辛烷值的汽油。

在催化重整过程中，涉及到许多物质在固定床反应器中的传递和反应过程。

为了更好地了解和优化这些过程，可以使用数值模拟的方法。

固定床反应器是催化重整工艺中常用的反应器类型。

它由多个催化剂床层组成，催化剂床层中的催化剂用于催化原料的转化过程。

反应器中的物质传递和反应过程可以通过数值模拟来实现。

首先，需要建立数学模型以描述固定床反应器内的物质传递和反应过程。

这个模型通常基于质量守恒、能量平衡和动量守恒原理。

在该模型中，需要考虑原料的传入和产物的离去，以及在催化剂床层中的各种反应。

在模拟过程中，需要考虑的主要过程参数包括温度分布、物质的浓度分布和速度分布。

可以使用一维或二维模型来模拟沿床层长度方向的物质传递和反应过程。

模拟过程中需要考虑的物质传递机制包括传导、对流和扩散等。

这些机制对于描述催化剂床层内的温度分布和物料浓度分布都非常重要。

此外，还需要考虑物质的吸附和解吸过程以及催化反应的动力学。

为了解决这个模型，可以使用计算流体力学（CFD）方法。

CFD方法基于数值方法和计算机技术，可以解决复杂的流体流动和传热问题。

使用CFD方法可以对固定床反应器内的物质传递和反应过程进行详细的模拟和分析。

在数值模拟中，可以通过调整模型的输入参数来优化催化重整过程。

例如，可以改变进料物料的流速和温度，或者优化催化剂床层的结构和材料。

通过数值模拟，可以评估不同参数对反应器性能的影响，以找到最佳的操作条件。

总之，数值模拟可以提供对催化重整固定床反应器传递和反应过程的深入理解。

通过对物质传递和反应过程进行数值模拟，在优化催化重整过程中起到重要的指导作用。

200MW等级机组富氧燃烧锅炉方案模拟分析韦耿;毛宇;陈灿;吉彦鹏【摘要】通过数值模拟对200 MW富氧燃烧锅炉设计方案进行研究,对比了切圆锅炉方案和对冲锅炉方案在富氧干湿工况下的运行特点,分析两种方案燃烧温度、氧量、CO等的分布情况,结果表明切圆方案的炉膛温度均匀性好于对冲方案,但是对冲方案的防结焦和高温腐蚀性能好于切圆方案.模拟结果为200 MW级富氧燃烧锅炉的工程设计和运行提供了参考.【期刊名称】《山东电力技术》【年(卷),期】2019(046)006【总页数】5页(P55-58,71)【关键词】富氧燃烧;模拟;锅炉【作者】韦耿;毛宇;陈灿;吉彦鹏【作者单位】清洁燃烧与烟气净化四川省重点实验室,四川成都611731;东方电气集团东方锅炉股份有限公司,四川自贡643001;清洁燃烧与烟气净化四川省重点实验室,四川成都611731;东方电气集团东方锅炉股份有限公司,四川自贡643001;清洁燃烧与烟气净化四川省重点实验室,四川成都611731;东方电气集团东方锅炉股份有限公司,四川自贡643001;清洁燃烧与烟气净化四川省重点实验室,四川成都611731;东方电气集团东方锅炉股份有限公司,四川自贡643001【正文语种】中文【中图分类】TM6210 引言CO2因具有温室效应被普遍认为是导致全球气候变暖的重要原因之一，因此降低CO2排放成了全球应对气候变化共同努力的目标［1-2］。

我国燃煤在一次能源中的比重高于50%，这一能源结构决定了CO2减排工作的长期性、独特性以及所面临的严峻形势［3-5］。

国家加快了各种碳减排技术从实验室研究向工程示范的步伐，在发电领域富氧燃烧和碳捕集封存技术被认为是减少CO2排放最好最有前景的技术之一［6-8］。

富氧燃烧采用高纯O2混合物代替常规助燃空气，采用烟气循环调节炉膛内的介质和传热特性，可获得高度90%以上CO2体积分数的干烟气，便于后续封存CO2，该技术还能减少NOx,SO2、颗粒物等的排放，是一种低污染的清洁燃煤技术路线［9-10］。

催化重整固定床反应器传递及反应过程的数值模拟催化重整固定床反应器的传递及反应过程的数值模拟可以通过以下步骤进行：
1. 建立反应器的数学模型：根据反应机理和物理性质，建立反应器的数学模型，包括传递过程和反应过程的方程。

传递过程方程通常包括质量传递、能量传递和动量传递方程，反应过程方程通常包括反应速率方程。

2. 离散化反应器：将反应器分为若干小段，分别进行离散化处理。

可以选择均匀离散或非均匀离散的方法，根据实际情况选取最合适的离散化方法。

3. 运用数值方法求解方程：根据离散化后的方程，运用数值方法（如有限差分法、有限体积法、有限元法等）求解方程组，得到各个离散段上的物理量分布。

4. 确定边界条件：根据反应器的实际情况，确定反应器的边界条件。

边界条件通常包括流体的入口温度、压力、物质浓度等。

5. 进行数值模拟和计算：根据离散化后的方程和边界条件，进行数值模拟和计算。

可以采用迭代方法，不断更新每个离散段上的物理量，直至达到收敛条件。

6. 分析和评估模拟结果：根据模拟结果，分析反应器的性能、效率等指标，评估反应器的优化方案和潜在问题。

需要注意的是，在进行数值模拟时，需要考虑反应器内部的催化剂颗粒的分布和反应速率方程的影响。

这可以通过引入催化剂颗粒床层的物理结构参数和反应速率方程来进行模拟。

同时，还需要考虑传递和反应过程之间的相互作用，以及其他因素（如温度、压力）对反应过程的影响。