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焦炭塔给水冷焦过程的研究

作　者: 张文钟
导　师: 肖家治；王兰娟
学　校: 中国石油大学
专　业: 化学工程
关键词: 延迟焦化 焦炭塔 放空系统 给水冷焦 非稳态传热 中间孔道模型
分类号: TE624.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 84次
引　用: 1次
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内容摘要


论文从多维非稳态传热微分方程出发,自行推导了圆柱坐标系下的二维非稳态传热主控方程,建立了内节点全隐式离散方程,由附加源项法得到了边界节点离散方程,选择交替方向隐式算法ADI和三对角阵算法TDMA作为代数方程组求解的方法。以焦炭塔焦层为研究对象,假定成型焦层为中间孔道结构,运用控制容积法对中间孔道焦层模型不同放热模式进行了数值计算和分析;以Visual Basic为平台,采用面向对象编程技术,编制了含焦焦炭塔温度场计算程序;根据焦层降温放热量等于冷焦水吸热汽化量的事实,结合现场冷凝水实际产生量最大点及流量范围,从三个放热模式中筛选了相对接近现场实际的考虑了冷焦水在焦层表面汽化传热过程的沸腾给热模式。针对沸腾给热模式,探讨了网格、焦层物性、沸腾给热系数等对焦层温度场、焦层放热量及冷焦水汽化量的影响,结果表明:考虑不同空间不同时刻焦层汽化能力差异是必要的,时间步长、径向和轴向网格特别是径向网格对初期冷焦水汽化量影响明显;焦层物性参数中,焦炭导热系数对冷焦水汽化量的影响最大,比热容次之,密度影响最小;沸腾给热系数、流体主体温度对冷焦水汽化量的影响不大;焦炭塔塔径由6m增大到8.8m,放空系统能力要提高13%左右;如果增大到9.4m,放空系统能力要提高15%左右。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章 前言  9-21
  1.1 延迟焦化工艺技术进展  9-14
    1.1.1 国外延迟焦化技术的发展  9-10
    1.1.2 我国延迟焦化现状  10-12
    1.1.3 我国延迟焦化技术新进展  12-14
  1.2 焦炭塔冷焦降温过程  14-20
    1.2.1 焦炭塔结构  14-16
    1.2.2 焦炭塔操作  16-17
    1.2.3 焦炭塔放空系统  17-19
    1.2.4 焦炭塔放空系统研究现状  19-20
  1.3 课题的提出及工作思路  20-21
第二章 二维非稳态传热方程的推导及数值解  21-36
  2.1 有限容积法基本理论  21-25
    2.1.1 空间区域的离散化  22-23
    2.1.2 有限容积法常用型线  23-24
    2.1.3 界面当量导热系数  24-25
  2.2 二维非稳态传热方程的全隐格式  25-28
    2.2.1 二维主控方程的推导  25-26
    2.2.2 主控方程的离散化  26-28
  2.3 附加源项法处理边界条件  28-33
    2.3.1 内边界节点离散方程  28-30
    2.3.2 外边界节点离散方程  30-33
  2.4 离散化方程的求解  33-36
第三章 中间孔道焦层模型的建立及分析  36-56
  3.1 中间孔道焦层模型的建立  36-39
    3.1.1 现有焦层结构理论  36-38
    3.1.2 中间孔道焦层模型  38-39
  3.2 中间孔道焦层模型的求解  39-45
    3.2.1 网格及初始条件  39-40
    3.2.2 焦层物性参数  40
    3.2.3 塔壁和保温层物性  40-41
    3.2.4 相关结构及操作参数  41-45
  3.3 中间孔道焦层模型放热模式的考察  45-55
    3.3.1 中间孔道焦层模型放热模式  45-47
    3.3.2 不同放热模式结果对比  47-55
  3.4 小结  55-56
第四章 影响中间孔道焦层模型的因素分析  56-72
  4.1 网格  56-59
    4.1.1 径向网格  56-58
    4.1.2 轴向网格  58
    4.1.3 时间步长  58-59
  4.2 焦层物性的影响  59-61
    4.2.1 焦炭导热系数  59-60
    4.2.2 焦炭比热容  60
    4.2.3 焦层密度  60-61
  4.3 沸腾给热参数的影响  61-64
    4.3.1 沸腾给热系数  61-63
    4.3.2 流体主体温度  63-64
  4.4 焦炭塔塔径的影响  64-66
  4.5 中间孔道焦层模型程序设计  66-71
  4.6 小结  71-72
结论  72-73
参考文献  73-76
致谢  76-77
个人简历、在学期间的研究成果  77

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中图分类: > 工业技术 > 石油、天然气工业 > 石油、天然气加工工业 > 石油炼制 > 炼油工艺过程 > 热转化(裂化)
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