异形催化剂床层中Sabatier反应的微-介尺度模拟
【摘要】 采用离散元方法（DEM）建立随机堆积球形、柱形催化剂床层，计算流体力学（CFD）方法模拟Sabatier反应床层介尺度和催化剂微尺度的温度和物质浓度分布，并探讨了催化剂形状、壁温和入口条件对反应特征的影响。结果表明：床层中会出现球形热点区，并随反应进行向出口移动，催化剂外层反应物浓度比内层高且呈环状分布。柱形催化剂单颗粒中心CO2转化率较球形高，但棱角和床层壁面会出现低转化率区，床层流体会出现回流、滞留和沟流现象，最终导致CO2转化率为球形>柱形（径高比=1.3）>柱形（径高比=1）。球形催化剂床层中，时间t=200s时，CO2转化率达到峰值26%，若此时将壁温降低50K，时间t=500s时，较降温前CO2转化率增大2%、热点温度降低10K；增加惰性球层、减小入口流速和温度，能提高催化剂内CO2转化率。
