CFD數值模擬在廢氣催化氧化處理中的應用

王 晶，王海波，劉志禹

（中國石化 撫順石油化工研究院， 遼寧 撫順 113001）

CFD數值模擬在廢氣催化氧化處理中的應用

王 晶，王海波，劉志禹

（中國石化 撫順石油化工研究院， 遼寧 撫順 113001）

催化氧化技術是處理VOCs的常用方法之一，為節省占地、節約投資，將常用催化氧化裝置集合為組合式催化氧化反應器。為使凈化氣均勻地進入換熱段、降低速度偏差、保證換熱效率，利用計算流體軟件CFD對反應段出口至換熱段的煙道流場分布進行了數值模擬，并通過計算得到了使流場均勻分布的導流板結構。

催化氧化；反應器；導流板；流場模擬

催化氧化技術是處理 VOCs（Volatile Organic Compounds，揮發性有機化合物）的常用方法之一[1,2]。催化氧化是指在催化劑的作用下，有機廢氣中的碳氫化合物在溫度較低的條件下迅速氧化成水和二氧化碳，從而達到治理目的。具有節省能耗、處理效率高、無二次污染等優點，現已廣泛應用于工業有機廢氣的治理[3,4]。

1 組合催化氧化反應器結構

1.1 傳統催化氧化裝置結構

催化氧化常用的工藝流程見圖1。

圖1 催化氧化常用的流程形式Fig. 1 Normal catalytic oxidation equipment

有機廢氣溫度一般在 100 ℃以下，濃度也較低，熱量不能自給，因此在進入反應前需要預熱升溫；處理后的凈化氣溫度較高，在換熱器內與待處理廢氣進行熱量交換，以回收部分熱量。預熱段一般采用煤氣或電加熱器，將有機廢氣升溫至催化氧化反應所需的起燃溫度。正常操作情況下，換熱器回收的熱量能夠維持催化氧化反應的熱平衡，因此預熱段（加熱器）通常只在起燃時使用。……