加壓環(huán)流反應(yīng)器冷模實驗研究.pdf

1、煤炭直接液化是在高溫、高壓的條件下進(jìn)行的氣-液-固多相強放熱反應(yīng)，對于任何一個煤炭液化工藝而言，其整套設(shè)備的核心部分是煤炭液化反應(yīng)器，然而我國目前并沒有真正解決煤炭直接液化反應(yīng)器的工程放大問題，神華集團(tuán)煤炭液化示范廠采用的是美國專有技術(shù)-強制循環(huán)懸浮床反應(yīng)器，這種工藝與傳統(tǒng)的鼓泡床相比具有傳質(zhì)系數(shù)高、煤漿混合均勻、不易沉積等特點，但是該反應(yīng)器需配備強制循環(huán)泵，而這種泵的價格昂貴，操作條件十分苛刻，長時間的運轉(zhuǎn)有較大風(fēng)險。973計劃項目“

2、大規(guī)模煤炭直接液化的基礎(chǔ)研究”擬開發(fā)一種環(huán)流反應(yīng)器，其工作原理是在反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)置同心的套筒，利用上升和下降段漿體氣含率不同產(chǎn)生的密度差使反應(yīng)物料在反應(yīng)器內(nèi)形成上下循環(huán)流動，達(dá)到漿體循環(huán)以及相間較高的傳質(zhì)和傳熱系數(shù)。環(huán)流反應(yīng)器與美國的強制循環(huán)泵反應(yīng)器相比省去了昂貴且運行風(fēng)險大的強制循環(huán)泵，卻也能達(dá)到相同或者是更為良好的反應(yīng)效果，并能提高反應(yīng)器的自身的操作穩(wěn)定性。
　　 雖然環(huán)流反應(yīng)器具有上述的優(yōu)點，但在煤炭直接液化領(lǐng)域尚無應(yīng)用的先

3、例。為了使這種反應(yīng)器能夠大規(guī)模應(yīng)用于煤炭直接液化，實現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新，就必須深入研究大尺寸環(huán)流反應(yīng)器多相流體力學(xué)和傳遞規(guī)律，研究放大規(guī)律，為煤炭直接液化大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)創(chuàng)新依據(jù)。
　　 由于煤炭直接液化工藝處理的煤粉及催化劑的平均粒徑很小(微米級)，可以將溶劑和固相的混合體看作一種擬均相流體，將氣-液-固三相流視為氣-擬均相兩相流，因此，可以對煤液化反應(yīng)器采用氣-液兩相流進(jìn)行近似模擬。本論文以973項目建立的環(huán)流反應(yīng)器加