| 摘要 | 第3-7页 |
| ABSTRACT | 第7-12页 |
| 符号说明 | 第17-19页 |
| 第一章 绪论 | 第19-39页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第19-20页 |
| 1.2 焦炉煤气利用现状 | 第20-23页 |
| 1.2.1 焦炉煤气用作燃料 | 第20-21页 |
| 1.2.2 焦炉煤气用作化工原料 | 第21页 |
| 1.2.3 用作还原剂生产海绵铁 | 第21-22页 |
| 1.2.4 用于合成油 | 第22页 |
| 1.2.5 焦炉煤气制氢 | 第22-23页 |
| 1.3 焦炉煤气制合成气工艺 | 第23-28页 |
| 1.3.1 非转化法 | 第23-24页 |
| 1.3.2 转化法 | 第24-28页 |
| 1.4 工业上甲烷转化利用的主要技术 | 第28-29页 |
| 1.4.1 直接转化法 | 第28-29页 |
| 1.4.2 间接转化法 | 第29页 |
| 1.5 甲烷催化制合成气的主要技术 | 第29-31页 |
| 1.5.1 甲烷水蒸汽重整制合成气(Steam reforming of methane,SRM) | 第29-30页 |
| 1.5.2 甲烷部分氧化制合成气(O_2 reforming of methane,ORM or POM) | 第30页 |
| 1.5.3 甲烷自热重整(Autothermal reforming of methane,ATR) | 第30-31页 |
| 1.5.4 二氧化碳重整甲烷制合成气(CO_2 reforming of CH_4,CRM) | 第31页 |
| 1.6 二氧化碳重整甲烷制合成气反应研究现状 | 第31-33页 |
| 1.7 二氧化碳重整甲烷催化反应机理 | 第33-35页 |
| 1.8 反应器数值模拟进展 | 第35-36页 |
| 1.9 重整反应器研究现状 | 第36-38页 |
| 1.10 主要研究内容 | 第38-39页 |
| 第二章 小型重整反应器实验研究 | 第39-59页 |
| 2.1 实验原料 | 第39页 |
| 2.2 实验工艺流程及反应器结构 | 第39-42页 |
| 2.2.1 实验工艺流程 | 第39-40页 |
| 2.2.2 反应器结构 | 第40-42页 |
| 2.3 试验工艺参数测定 | 第42页 |
| 2.3.1 流量的测量及流量校正 | 第42页 |
| 2.3.2 温度的测量及测温元件的校正 | 第42页 |
| 2.4 气体的分析 | 第42-45页 |
| 2.4.1 操作参数的确定 | 第42页 |
| 2.4.2 气体出峰时间的确定 | 第42-43页 |
| 2.4.3 气体的采样方法 | 第43-45页 |
| 2.4.4 定量计算方法 | 第45页 |
| 2.4.5 绘制标准曲线 | 第45页 |
| 2.5 产品气膨胀率的计算以及甲烷和二氧化碳转化率的计算 | 第45-46页 |
| 2.5.1 产品气膨胀率的计算 | 第45-46页 |
| 2.5.2 甲烷和二氧化碳转化率的计算 | 第46页 |
| 2.6 结果和讨论 | 第46-57页 |
| 2.6.1 O_2/COG比对反应器温度的影响 | 第47-48页 |
| 2.6.2 CO_2的加入对反应器顶部温度的影响 | 第48-49页 |
| 2.6.3 O_2/COG对甲烷转化率的影响 | 第49页 |
| 2.6.4 CO_2的加入对甲烷转化率的影响 | 第49-50页 |
| 2.6.5 O_2/COG比对合成气中H/C的影响 | 第50-51页 |
| 2.6.6 CO_2的加入对合成气中H/C比的影响 | 第51-52页 |
| 2.6.7 O_2/COG比对合成气中有效气体含量的影响 | 第52-53页 |
| 2.6.8 CO_2的加入对合成气中有效气体含量的影响 | 第53-54页 |
| 2.6.9 O_2/COG比对出口气组分影响 | 第54-57页 |
| 2.7 本章小结 | 第57-59页 |
| 第三章 小型重整反应器数值模拟研究 | 第59-92页 |
| 3.1 几何模型的建立和非结构网格的划分原则 | 第59页 |
| 3.2 控制方程 | 第59-60页 |
| 3.3 SIMPLE算法 | 第60-61页 |
| 3.4 数学物理模型 | 第61-69页 |
| 3.4.1 湍流模型 | 第61-62页 |
| 3.4.2 标准壁面函数 | 第62-65页 |
| 3.4.3 辐射模型 | 第65-67页 |
| 3.4.4 化学组分模型 | 第67-68页 |
| 3.4.5 FLUENT中多孔介质模型的动量方程 | 第68页 |
| 3.4.6 多孔介质中能量方程的处理 | 第68-69页 |
| 3.5 边界条件 | 第69页 |
| 3.6 控制参数的设置 | 第69-70页 |
| 3.6.1 松弛因子 | 第69-70页 |
| 3.6.2 监视参数 | 第70页 |
| 3.6.3 初始化流场 | 第70页 |
| 3.7 小型重整反应器的数值模拟 | 第70-77页 |
| 3.7.1 模拟对象 | 第71-72页 |
| 3.7.2 模拟结果和讨论 | 第72-77页 |
| 3.8 反应器操作条件数值模拟 | 第77-89页 |
| 3.8.1 壁面温度的影响 | 第78-80页 |
| 3.8.2 进气比例的影响 | 第80-88页 |
| 3.8.3 进气流量的影响 | 第88-89页 |
| 3.9 实验结果和模拟结果的比较 | 第89页 |
| 3.10 本章小结 | 第89-92页 |
| 第四章 中试重整反应器的开发和模拟研究 | 第92-106页 |
| 4.1 中试重整反应器的基本结构和工作原理 | 第92-95页 |
| 4.2 反应过程分析 | 第95-96页 |
| 4.3 中试重整反应器模拟研究 | 第96-104页 |
| 4.3.1 多孔介质条件 | 第97-101页 |
| 4.3.2 划分非结构化网格 | 第101页 |
| 4.3.3 模拟工作条件 | 第101-102页 |
| 4.3.4 模拟结果和讨论 | 第102-104页 |
| 4.4 本章小结 | 第104-106页 |
| 第五章 工业试验重整反应器及其平衡和阻力研究 | 第106-119页 |
| 5.1 工业试验重整反应器结构和确定的主要参数 | 第106-109页 |
| 5.2 重整反应器计算 | 第109-118页 |
| 5.2.1 重整反应器系统物料平衡 | 第109-111页 |
| 5.2.2 重整转化器的热平衡方程及计算 | 第111-113页 |
| 5.2.3 流体阻力的计算及其研究 | 第113-118页 |
| 5.3 本章小结 | 第118-119页 |
| 第六章 重整反应工艺系统开发及系统压降分析与优化 | 第119-132页 |
| 6.1 CH_4-CO_2重整转化工艺系统及阻力模型的建立 | 第119-121页 |
| 6.2 各温度下原料气和重整转化气密度及黏度 | 第121-123页 |
| 6.3 摩擦阻力计算 | 第123页 |
| 6.4 局部压降 | 第123-124页 |
| 6.5 重整转化炉中压降的计算 | 第124页 |
| 6.6 换热器压降计算 | 第124-128页 |
| 6.6.1 管程压降计算 | 第124-125页 |
| 6.6.2 壳程压降计算 | 第125-128页 |
| 6.7 计算结果与分析 | 第128-131页 |
| 6.8 本章小结 | 第131-132页 |
| 第七章 结论与展望 | 第132-137页 |
| 7.1 结论 | 第132-135页 |
| 7.2 展望 | 第135页 |
| 7.3 创新之处 | 第135-137页 |
| 参考文献 | 第137-147页 |
| 附录Ⅰ | 第147-152页 |
| 附录Ⅱ | 第152-155页 |
| 致谢 | 第155-156页 |
| 作者简介 | 第156-157页 |
| 攻读学位期间的主要成果 | 第157-158页 |
| 附图 | 第158-159页 |
