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天然气蒸汽转化—PSA联合制氢中转化反应器模型研究及系统开发应用

贺学文

  本文建立了北京燕山石化公司2×10~4m~2n/h天然气蒸汽转化—PSA联合制氢装置工艺流程的仿真系统,超实时模拟了开停车、正常、异常工况的动态现象,取得了良好的实际效果。着重对工艺流程中的关键设备——转化反应器进行了详细的研究,阐述了公认的反应机理,选用的动力学方程式在仿真操作温度范围内不但准确度高而且其形式比机理模型简单。作者独立推导了甲烷蒸汽转化反应动力学模型,详细阐述了反应动力学方程式、物料平衡方程式、能量平衡方程式。针对以往含氢动态系统模拟过程中存在的速度和精度难以兼得的矛盾,在深入分析天然气制氢装置特点的基础上,利用双层法的思想,引入适用于含氧系统的EDTF-PR状态方程作为机理模型,成功地开发了适用于天然气蒸汽转化法制氢的全流程动态模拟软件,该模拟系统能较真实地反映装置开停车及事故状态的动态效果,可用于操作人员的现场培训,也可用于操作人员进行生产工艺优化和控制方案的研究。实际应用表明所开发的数学模型能够有效地用于制氢装置的模拟。该系统:1)小仅可用于天然气系统,也可用于其它大型制氢装置的仿真;2)不仅可用于仿真培训,还可帮助工艺人员对装置进行动态分析;3)可进行设计检验和案例研究。……   
[关键词]:天然气蒸汽转化;动态模型;氢气;转化炉
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:北京化工大学2001年