流向變換催化燃燒空氣凈化過(guò)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(shí)驗(yàn)和模型化兩方面系統(tǒng)開(kāi)展了凈化低濃度有機(jī)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(duì)反應(yīng)器性能的影響以及進(jìn)料濃度發(fā)生波動(dòng)時(shí)反應(yīng)器的性能,根據(jù)實(shí)驗(yàn)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(jì)和優(yōu)化操作的策略,并利用實(shí)驗(yàn)和模擬計(jì)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(dòng)態(tài)模型.開(kāi)展了在原料氣濃度發(fā)生較大波動(dòng)時(shí)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(kuò)散影響的實(shí)驗(yàn)條件下,對(duì)芳烴在NZP-3型催化劑上催化燃燒的本征動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究.然后,設(shè)計(jì)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(cè)試手段,在較寬的實(shí)驗(yàn)條件變化范圍內(nèi),分別進(jìn)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(shí)驗(yàn)研究.進(jìn)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(dòng)態(tài)模型,對(duì)本征

3、動(dòng)力學(xué)研究得到的兩種模型做了進(jìn)一步的判識(shí),采用反應(yīng)速率方程模型B在不進(jìn)行參數(shù)修正的情況下,模擬計(jì)算的反應(yīng)器瞬態(tài)溫度分布曲線的形狀和變化趨勢(shì)與實(shí)驗(yàn)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(duì)反應(yīng)器溫度特性的影響,討論了進(jìn)料濃度發(fā)生周期性波動(dòng)時(shí)反應(yīng)器床層溫度的變化,結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果,針對(duì)反應(yīng)物濃度變化的不同范圍,對(duì)反應(yīng)器的優(yōu)化設(shè)計(jì)和優(yōu)化控制問(wèn)題進(jìn)行了討論.最后,根據(jù)模擬計(jì)算和實(shí)驗(yàn)研究的結(jié)果,從流向變換催化燃燒過(guò)