流向變換催化燃燒空氣凈化過程的模型化研究.pdf

1、該文以含芳烴的空氣作為模擬工業(yè)廢氣,從實驗和模型化兩方面系統(tǒng)開展了凈化低濃度有機廢氣的流向變換催化燃燒反應(yīng)器的研究,考察了主要操作參數(shù)對反應(yīng)器性能的影響以及進料濃度發(fā)生波動時反應(yīng)器的性能,根據(jù)實驗研究和數(shù)值模擬的結(jié)果,提出了反應(yīng)器優(yōu)化設(shè)計和優(yōu)化操作的策略,并利用實驗和模擬計算得到的結(jié)果,建立了基于RBF人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的流向變換反應(yīng)器溫度分布的擬定態(tài)和動態(tài)模型.開展了在原料氣濃度發(fā)生較大波動時反應(yīng)器的智能控制研究. 首先,采用積分反應(yīng)器,在

2、消除內(nèi)、外擴散影響的實驗條件下,對芳烴在NZP-3型催化劑上催化燃燒的本征動力學(xué)進行了系統(tǒng)的實驗研究.然后,設(shè)計并建立了一套小型中試規(guī)模的流向變換催化燃燒裝置,建立了有關(guān)分析、測試手段,在較寬的實驗條件變化范圍內(nèi),分別進行了含單組分芳烴(主要是異丙苯)和混合物芳烴(苯、甲苯和二甲苯)模擬工業(yè)廢氣的流向變換催化燃燒實驗研究.進而,基于一系列基本假設(shè),建立了流向變換催化燃燒反應(yīng)器的非均相、非定態(tài)、一維模型.利用所建立的反應(yīng)器動態(tài)模型,對本征

3、動力學(xué)研究得到的兩種模型做了進一步的判識,采用反應(yīng)速率方程模型B在不進行參數(shù)修正的情況下,模擬計算的反應(yīng)器瞬態(tài)溫度分布曲線的形狀和變化趨勢與實驗數(shù)據(jù)基本吻合.在此基礎(chǔ)上系統(tǒng)考察了操作參數(shù)、反應(yīng)器的裝填結(jié)構(gòu)、催化劑活性衰減對反應(yīng)器溫度特性的影響,討論了進料濃度發(fā)生周期性波動時反應(yīng)器床層溫度的變化,結(jié)合實驗結(jié)果,針對反應(yīng)物濃度變化的不同范圍,對反應(yīng)器的優(yōu)化設(shè)計和優(yōu)化控制問題進行了討論.最后,根據(jù)模擬計算和實驗研究的結(jié)果,從流向變換催化燃燒過