径向吸附塔的流场模拟及优化.PDF

· · 程 橙等 径向吸附塔的流场模拟及优化 研究与开发 28 ······· · · · 研究与开发· ······· 径向吸附塔的流场模拟及优化 程 橙 王 煤 陈 果 涂开慧 （四川大学化工学院，成都 610065 ） 摘要 利用计算流体力学方法和流体计算软件FLUENT ，对变压吸附系统常用的径向吸附 塔进行了数值模拟，对吸附塔内的流场进行了计算和分析，考察了吸附塔高径比对流场的 影响。 结果表明，工业用径向吸附塔内部的流场分布不均匀，导致吸附剂利用率低，影响 吸附效果。 为此，对吸附塔的结构进行了优化和改进。 计算表明，改进后的吸附塔，流场 分布更为均匀，可明显改善吸附效果，提高吸附剂的利用率。 关键词 变压吸附塔； ；流场分布；优化。 FLUENT 中图分类号TQ053.5 文献标识码 A DOI 10.3969/j.issn.1006-6829.2012.01.010 目前， 国内变压吸附系统使用的吸附塔大多是 1 吸附塔模型的建立 从塔底部进气的固定床填料塔。 由于吸附过程主要 1.1 物理模型 是依靠气体通过吸附剂的传质过程完成，所以，气体 某工业用径向制氧吸附塔如图 所示， 吸附塔 1 在吸附剂床层的分布对于吸附剂的有效利用和气体 的布气系统由分流流道和集流流道组成， 吸附塔床 吸附效率有着重大的影响。 径向吸附塔相对于轴向 [6] 层位于两流道之间 。 被吸附气体从塔底进气口进 吸附塔具有床层压降小、 能强制气体均匀分布等优 入，然后通过分流流道，由侧孔进入吸附剂床层。 沿 点， 有些变压吸附系统的吸附塔已经由传统的轴向 径向流过吸附剂，进入集流流道，由吸附塔顶部出气 [1] 吸附塔改变为径向吸附塔 。 口流出。 近年来， 对固定床内流场的研究越来越多地采 [2] 用计算流体力学的方法进行 。 钟思青等使用CFX 软件对固定床反应器内流场进行了计算，并比较了加 [3] 入气体分布器后的流动状况，计算结果与实验吻合 ； 刘永兵等建立了固定床内流体流动的数学模型，模 [4] 拟结果与实验结果吻合 ；马素娟等数值模拟了径向 流固定床反应器内的流动， 得到了反应器内的速度 [5] 和压力分布情况 ；