6.3.2 建立三位模型44

 6.3.3 划分网格45

结论47

谢辞48

参考文献49

1  前言

作为世界上第二大能源消费国和生产国，当前我国主要能源仍然是石油，但是随着社会的发展，能源需求仍将保持增长，石油资源日趋紧张，进入21世纪，我国汽车行业飞速发展，寻找代用燃料已逐渐成为重大课题。长期以来，我国已形成的能源生产体系的基本格局是以煤炭生产为主，这决定了煤炭在新能源开发中的重要地位。从国家能源结构调整和能源安全方面考虑，煤制油已经成为我国能源发展战略的一个重要方向。

自19世纪30年代投产以来，煤间接液化工艺也经历了不断的发展与进步。当前，煤炭间接液化技术主要有：南非SASOL 公司的F-T 合成技术，荷兰shell 公司SMDS 技术，美国Mobil公司的MTG 合成技术等。F-T合成是间接液化的核心工艺。该工艺1923 年由德国科学家Fischer和Tropsch发明，简称F-T合成。

煤间接液化

煤间接液化是指先将煤转化成合成气（CO 和H2），然后在一定温度、压力及催化剂的作用下合成生产出的煤油。间接液化工艺包括：煤的气化；F-T合成反应；油品加工等3个步骤。其中F-T合成是间接液化的核心工艺。能否开发出高效可靠的F- T合成工业反应器和廉价高性能的F- T合成工业催化剂，是煤液化燃料油工业化的关键。F-T合成反应可表示为如下形式:

( 2n + 1)H2 + nCO→CnH2n + nH2O

2nH2 + nCO→CnH2n + nH2O

CO + H2O→CO2 + H2

1.1  反应器的现状及发展前景

反应釜在化学医学石油等行业中扮演着必不可少的角色，过程工业生产中化学反应是由多种反应原料进行化学反应来生成工业需求化学产品。但是人们通过各种想要提高效率来加速反应生成，从而在消耗合理的能量来完成低能高效。而且要保证反应当中所产生的有毒物质能够安全的储存起来或者进行无污染处理。在化学反应当中搅拌釜就扮演者一个加速反应的角色，但是对于搅拌釜有以下几个要求：①技术先进，反应速率高 ，耗能低②使用方便操作稳定，调节简单，易维修，好清洁。③结构相对简单，节省材料，成本较低④密封性能较好。传统反应釜反应过程中震动大不能满足现代化的生产需求[1]而且搅拌釜当中挡板得数量以及其宽度也是影响搅拌效率的重要参数[2]当今世界人们所注重的是经济效益，且又注意环境的保护，这对反应器的要求又提高了，但是搅拌釜的性能的优劣影响反应的速率以及产品的质量，对原料的消耗能量的消耗和产品的成本有着重要的影响。

搅拌釜式反应器，这种反应器是工业生产中最广泛采用的反应器形式，适用于各种相态物料的反应。反应釜中设有各种不同型式的搅拌、传热装置，可适应不同性质的物料和不同热效应的反应，以保持反应物料在釜内合理地流动、混合和料号的传热。搅拌釜式反应器既可间隙操作也可连续操作或半连续操作，既可单釜操作，又可多釜串联操作。搅拌釜式反应器的使用性广，操作弹性大，浓度容易控制。它通常由釜体、换热装置。搅拌器和传动装置等构件组成。[1]

1.2  搅拌式反应釜结构原理图

图1 .1反应釜结构原理图

1.3  设计条件及设计内容分析

由设计条件单可知，设计的反应釜可操作容积为8m3，搅拌轴的转速为5-100r/min，容器设计压力为0.5MPa，容器设计温度为180°，介质为重柴、助剂。夹套设计压力为1.1MPa、夹套设计温度为182°、介质为水蒸气。            

反应搅拌式反应器主要是由搅拌轴、筒体、封头、法兰、电机、传动设备以及一些零部件所组成，在设备设计中要对各个非标部件进行设计，标准件进行选择。对于设计与选择出来的部件进行强度以及刚度的校核。大体计算以及选择内容如下：