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先进制造
环流反应器的模拟、设计、放大和操作优化

一、项目成熟阶段:成熟期

二、项目来源:国家973项目、国家自然科学基金重点项目

三、概况

    课题组研究了气-液和气-液-固环流反应器(包括内环流、外环流和多层环流反应器)内的流动、传递和反应过程,提出了环流反应器的分区模型,研究了流动和传递特性,提出了增强循环、促进固体悬浮的专利。提出了环流反应器数学模型,并数值模拟了环流反应器内的多相流动。

四、技术特点

    利用数值模拟和机理性的分区模型,设计新型环流反应器。所开发的环流反应器具备宏观混合效率高、气液传质速率高、剪切速率数值低、分布均匀的优点。能够实现气液固的良好混合,节省强制循环泵。

五、专利情况

    已申请发明专利1项“煤直接液化磁力刮刀环流反应器及其煤直接液化方法”、实用新型专利1项“一种多相环流反应器”。

六、获奖和实际应用情况

    获得2009年国家自然科学奖二等奖“多相体系的化学反应工程和反应器的基础研究及应用”、2006年中国石油和化学工业协会科技进步奖一等奖,“多相体系的化学反应工程和反应器的应用基础研究”。与其他单位合作,为神华集团煤直接液化中试装置设计新型环流反应器,2007年12月在神华6万吨装置上成功试用,节省价值百万美元的强制循环泵,反应效果优于美国设计的强制循环反应器,减少能耗。多层环流反应器,在湿法冶金试生产工厂中长期应用,环流反应器还被用于细菌氧化预处理难处理含砷金矿小试等。

七、市场分析

    应用领域包括化工、生化、冶金、石化,如生物发酵、气液固反应、矿物浸出等。可以改造现有工业环流反应器或鼔泡塔、实现技术提升,也可以为工艺设计新型高效环流反应器。可直接应用于生产,已在冶金和化工企业应用。

八、合作方式

    合作开发、技术咨询、技术服务。投资规模视反应器大小和操作条件而定。