氧热法电石生产复合床反应器流动和换热性能研究的任务书.docx

氧热法电石生产复合床反应器流动和换热性能研究的任务书
任务书
一、研究背景
氧热法电石生产是工业生产中较为重要的过程之一，通过氧热反应将固态焦炭与氧气进行反应，生成一氧化碳，然后通过水冷法进行降温，最终得到电石。目前，氧热法电石生产中采用的主要反应器是复合床反应器，该反应器的流动和换热性能对电石生产的稳定性和效率具有重要影响。
二、研究内容
本次研究的内容主要包括以下几个方面：
1.复合床反应器内部流场的仿真模拟和优化设计。利用计算机仿真技术对复合床反应器内部的流场进行建模和模拟，在此基础上对反应器的内部结构和布局进行优化设计，使得反应器的流动状态更加稳定和流速更加均匀。
2.反应器内部温度场分布的测量和分析。通过反应器内部的温度传感器对反应器内部温度的分布进行实时监测和测量，然后通过数据分析的方法对温度场分布进行研究，以便进一步优化反应器设计和操作条件。
3.反应器内部换热器的设计和优化。利用反应器内部产热物质对周围物质进行传热的原理，设计和优化反应器内部换热器的结构和布局，以提高反应器的换热效率和稳定性。
4.研究反应器操作条件对产物质量和产量的影响。通过调节反应器内部的气体流速、反应温度和反应压力等操作条件，研究不同操作条件对电石产量和品质的影响，并最终确定最佳的工艺条件。
三、研究方法和技术路线
本研究采用的主要方法和技术包括：
1.计算机仿真技术：利用ANSYSFluent等流体模拟软件对反应器内部的流场进行建模和优化设计，提高反应器的稳定性和流动性；
2.数据测量和处理技术：通过反应器内部的温度传感器和压力传感器等装置，对反应器内部的温度、流速和压力等数据进行测量和采集，并运用数据处理技术进行分析研究；
3.换热器设计和优化技术：通过CAD等计算机辅助设计软件，设计和优化反应器内部的换热器结构和布局，以提高反应器的换热效率和稳定性；
4.实验室试验技术：通过反应器内部的实验室试验，研究反应器操作条件对电石产量和品质的影响，最终确定最佳的操作条件。
四、研究意义和预期成果
本次研究的意义在于提高氧热法电石生产的效率和稳定性，为电石工业的发展和提高提供技术支持。预期成果包括：
1.提出一种更加稳定和高效的复合床反应器设计和运行方法；
2.确定反应器操作条件对电石产量和品质的影响，为进一步优化工艺提供技术支持；
3.提高反应器的换热效率和稳定性，减少反应器的能耗和环境负荷。
五、研究计划与进度安排
1.2021年6月-7月：文献调研和研究设计；
2.2021年7月-9月：仿真模拟和数据测量、处理；
3.2021年9月-11月：换热器设计和优化；
4.2021年11月-2022年1月：实验室试验和数据分析；
5.2022年1月-3月：研究成果撰写和论文发表。
六、研究组成员
1.组长：XXX，研究生，负责组织和指导研究工作；
2.组员：XXX，本科生，负责仿真模拟和数据测量、处理工作；
3.组员：XXX，本科生，负责换热器设计和优化工作；
4.组员：XXX，研究生，负责实验室试验和数据分析工作。
七、经费预算
1.科研经费：XX万元；
2.材料费及实验费：XX万元；
3.差旅费：XX万元；
4.文献资料费：XX万元。
八、参考文献
1.Xiao,B.,Li,Y.,Wang,X.,Li,Z.,&Liu,X.(2019).ResearchonCombustionCharacteristicsofCokeandBiologyStrawPelletsMixture.JournalofMechanicalEngineering,55(12),1-6.
2.Zhang,X.,Li,L.,Wang,L.,Zhou,H.,Jiang,G.,&Wang,J.(2019).ExperimentalStudyonPartitionDesignofSyngasCoolerTubesinCFBB.JournalofMechanicalEngineering,55(7),103-108.
3.Guo,W.,Zhang,M.,Li,N.,&Li,J.(2018).ExperimentalStudyonHeatTransferCharacteristicsofCarbonDioxideatSupercriticalPressuresinHelicallyCoiledTubes.JournalofMechanicalEngineering,54(8),42-50.
4.Li,L.,Jiang,H.,Xu,J.,&Xie,J.(2018).FlowCharacteristicsofCombustionGasinSupercriticalPressurizedCirculatingFluidizedBedCombustionTechnology.Journal