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多相复杂系统仿真计算 中国科学院过程工程研究所
作者：中国科学院过程工程研究所 转贴自：http://www.ipe.cas.cn/kycg/cgzh/swhg/ 点击数：133
多相搅拌槽反应器的设计、放大和优化 项目成熟阶段： □孵化期 □生长期 ■成熟期 项目来源：企业委托、国家自然科学基金重大和重点项目 概况：搅拌槽反应器是最常用的工业多相反应器之一，课题组研究、设计和开发气液固两相、三相、四相等多相搅拌槽反应器（包括新型表面曝气反应器、浮选机等）。所开发的新型搅拌反应器，能够有效强化多相混合（混合时间短）、分散、传递和反应。应用领域包括化工、冶金、石化、生化、制药、环境工程。可以改造现有工业反应器、实现技术提升，也可以为新工艺设计新型高效搅拌反应器。成果可以直接应用于生产，已在大型石化企业应用。 专利及应用情况：已申请发明专利7项。完成石家庄化纤有限责任公司己内酰胺项目中的“4台40m3苯甲酸催化加氢搅拌反应器的优化设计”、“160m3甲苯氧化反应器气体分布器的优化设计”、“酰胺化反应器分布器的优化设计和改造”等项目。 滴流床反应器的优化设计、放大和性能强化 项目成熟阶段： □孵化期 ■生长期 □成熟期 项目来源：企业委托、国家自然科学基金重点项目 概况：滴流床反应器在工业上广泛应用，如生物净化处理废水、催化裂化、催化加氢等。但其放大设计仍主要依靠经验。课题组系统研究了滴流床气液固三相反应器中多种操作性质的滞后现象和多稳态的稳定性，开发了关于滴流床中滞液量、流动形态转变、气液固传质、流体分布发展等数学模型，并提出人为非稳态操作强化滴流床内传质操作的方法，对滴流床的设计、放大、调控和强化操作有指导价值。 可应用于石化、化工领域中工业生产的问题诊断和反应器优化改造，实现技术提升，也可设计新型高效滴流床反应器。 环流反应器的模拟、设计、放大和操作优化 项目成熟阶段： □孵化期 □生长期 ■成熟期 项目来源：企业委托、国家973项目、国家自然科学基金重大和重点项目 概况：课题组研究了气-液和气-液-固环流反应器（包括内环流、外环流和多层环流反应器）内的流动、传递和反应过程，利用数值模拟和机理性的分区模型，设计新型环流反应器，能够实现气液固的良好混合，节省强制循环泵。应用领域包括化工、生化、冶金、石化，如生物发酵、气液固反应、矿物浸出等。可以改造现有工业环流反应器或鼔泡塔、实现技术提升，也可以为工艺设计新型高效环流反应器。可直接应用于生产，已在冶金和化工企业应用。 专利情况：已申请发明专利1项“煤直接液化磁力刮刀环流反应器及其煤直接液化方法”、实用新型专利1项“一种多相环流反应器”。与其他单位合作，为神华集团煤直接液化中试装置设计新型环流反应器，2007年12月在神华6万吨装置上成功试用。 结晶器的设计、放大和优化 项目成熟阶段： □孵化期 □生长期 ■成熟期 项目来源：企业委托、国家自然科学基金重大和重点项目 概况：结晶反应器（液固或气液固搅拌反应器）的放大设计目前仍主要依靠经验。课题组研究了结晶体系的反应－结晶成核动力学，从微观和宏观混合的机理出发，数值模拟和仿真结晶反应器内的流动、传递和结晶反应过程，指导工业结晶反应器的设计、放大、优化和操作调控，以改善结晶产品的粒径分布和纯度，提高原料利用率和产品收率、改善产品质量。应用领域包括化工、冶金、石化、生化、制药，可以改造现有工业结晶器、实现技术提升，也可以为新工艺设计新型高效反应结晶器。 专利情况：已申请发明专利1项。2006-2007年利用模型和数值模拟，提出石家庄己内酰胺工艺由5万吨扩产到16万吨时481m3硫酸铵结晶反应器改造的技术方案，验车成功。 |