基于CFD的甲醇合成中氣液分離的模擬與優(yōu)化研究.pdf

1、當今，我國是世界上甲醇需求和產能較大的國家之一，甲醇工業(yè)正處在快速發(fā)展的時期。甲醇的市場和工業(yè)需求極大的促使人們對甲醇生產工藝和設備進行優(yōu)化改革。對于甲醇的生產工藝，在過去的30多年里，人們將研究的目標放在了反應器、催化劑和壓縮機等部分，并且已經取得了非常巨大的成果。近年來，甲醇氣液分離器的設計、優(yōu)化成為當前的熱點課題。由于計算流體力學(Computation Fluid Dynamics，CFD)具有傳統(tǒng)的理論分析法所不具備的優(yōu)點，本

2、文以CFD商業(yè)軟件中的Fluent軟件為基本手段，并結合實驗研究的方法對合成氣制甲醇生產工藝過程中的氣液分離設備進行模擬和優(yōu)化研究。
　　本文以合成氣制甲醇流程中的甲醇氣液分離工藝為背景,以計算流體力學為基礎，結合甲醇氣液分離動力學模型，分別對旋流板式、重力式和折流板式三種甲醇氣液分離方式進行了模擬研究，借助Fluent軟件進行計算求解，再用后處理軟件對流體跡線、組分密度場和壓力場的分布進行顯示。同時借助Fluent軟件對三種甲醇

3、氣液分離器的結構參數和操作參數進行模擬優(yōu)化，得到了最優(yōu)結構參數和操作參數條件：在入口速度為10m/s、液滴直徑為10μm、筒體直徑為180mm、錐體高度為400mm時旋流式甲醇氣液分離器具有較好的分離效率和分離性能；當入口速度為1 m·s-1、液滴直徑最大為10-4m時斜管式重力式甲醇氣液分離器具有較好的分離效果；當甲醇液滴粒徑為10μm，混合流體的速度為5m/s、折流板轉折角為90°、級數為2級、折流板間距為20mm時折流板式甲醇氣液