SL-Ⅱ型工业乙烯裂解炉内燃烧传热与裂解反应的耦合模拟.pdfVIP

第62卷第5期 化工 学报 VoI．62No．5 2011 2011年5月 CIESCJournal May SL-1I型工业乙烯裂解炉内燃烧传热与裂解 反应的耦合模拟 刘时涛，王宏刚，钱 锋，胡贵华 (华东理工大学化学工程联合国家重点实验室，上海200237) 摘要：采用计算流体力学(CFD)方法对SLⅡ型工业乙烯裂解炉辐射段炉膛内的燃烧传热及管内石脑油裂解反 应过程进行耦合模拟，建模及耦合求解在CFX中完成。计算时采用标准h双方程湍流模型、旋涡耗散／有限化 学速率(EDM／FRC)燃烧模型和离散传播(DT)辐射模型，其中介质辐射特性采用多灰气加权模型；石脑油 裂解反应采用Kumar分子反应模型，流体流动方程组由全隐式的耦合算法求解。模拟结果与工业数据吻合良好， 验证了模型的可靠性。结果表明，管内裂解产物丙烯和丁烯收率先增后减，甲烷和乙烯收率一直增大，出口管 外壁温度沿管长分布因侧壁烧嘴的加入而更加均匀；炉膛中部的回流区使该区温度更加均匀；裂解炉结构的非 对称性引起烟气流速分布不对称，进而导致后墙上侧壁烧嘴的供热效率相对前墙侧较低，本文模拟结果为裂解 炉进一步设计与改造提供理论指导。 关键词：计算流体力学；辐射段，乙烯裂解炉；旋涡耗散／有限化学速率}全隐式耦合算法；烟气流速 DOI：10．3969／j．issn．0438-1157．2011．05．020 963 中圈分类号：TQ221，TE 文献标志码；A simulationofcombustionwithheattransferand reaction Coupled cracking in SL一Ⅱindustrialethylene pyrolyzer LIU Guihua Shitao。WANGHonggang-QIANFeng。HU (State Chemical Education，EastChina KeyLaboratoryof Engineering，Ministryof University Science and 200237，China) of Technology，Shanghai on simulationofcombustion Abstract：Basedthe fluid computationaldynamics(CFD)method，acoupled withheattransferinthefireboxradiationsectionand reactionof inthereactortubewas cracking naphtha carriedoutina SL—IIindustrial CFXsoftware．Thestandard