浮头式无机膜反应器设计及管束应力分析.pdf

第43卷第4期
石油化工设备
Vol。43No.4
2014年7月
PETRO-CHEMICAL EQUIPMENT
July 2014
文章编号:1000-746(2014)04-0040-03
浮头式无机膜反应器设计及管束应力分析
章志华,杨启明,戴莉斯
(西南石油大学,四川成都610500)
摘要:浮头式无机膜反应器结合了膜技术和反应器的性能,是将反应和分离两个单元操作耦合成
为一个单元过程的系统设备,其特点是无机膜管的一端可以自由伸,不会因为热应力造成膜的损
坏,但存在靠折流板支撑的膜管较脆,容易发生断裂的问题。对一种浮头式无机膜反应器的设计进
行了介绍,并对折流板的支捭作用是否有效进行了有限元分析,模拟了膜管的受力和约東情况,以
确保设计内容的正确性与可行性,提出了今后进一步研究的重点。
关键词:浮头式反应器;无机膜;膜管;应力分析
中图分类号:TQ050.2;TE965文献标志码:Bdoi:10.3969/j.iss.10007466.2014.04.010
Design of Floating-head Type of Inorganic Membrane Reactor and Bundle Stress Analysis
ZHANG Zhi-hua YANG Qi-ming, DAI Li-si
Southwest Petroleum University, Chengdu 610500, China
Abstract: Floating-head type inorganic membrane reactor is a combination of membrane technol
ogy and reactor, reaction and separation coupling of two unit operations into a unit process of the
system, it is the main characteristic of the inorganic membrane tube at one end of the free expan-
sion, not because the thermal stress causes the damage of membrane. But floating head part cor
pletely on membrane tube support, membrane tube by the baffle plate, and membrane tube is
fragile, easy to fracture. This study conducted a floating-head type of inorganic membrane reactor
design, and folded flow board support finite element analysis were effective, and simulate the
stress of the membrane tube and constraint conditions, to ensure content validity and feasibility of
design research, and put forward further research emphasis in the future.
Key words: floating-head type reactor; inorganic membrane; membrane tube; stress analysis
浮头式无机膜反应器是结合膜技术和反应器,结构进行了改进,采用折流板对膜管进行支撑,折流
将反应和分离两个单元操作耦合成为一个单元过程板的支撑作用是否有效,需要通过 ANSYS对设计
的系统,具有简化流程、节约成本、提高产品质量并结构进行分析。
减少环境污染的显著优点。其结构特点是两端管1设计内容
板只有一端与外壳固定,另一端可相对売体滑移(称
为浮头)。浮头式无机膜反应器膜管的膨胀不受壳1.1方案及反应参数拟定
体的约束,不会因膜管之间的差胀而产生温差热应
(1)方案拟定目前在对膜反应器的研究中,环
力,但浮头部分只靠膜管支撑,膜管靠折流板支撑
己烷脱氢反应被用作评价、研究膜反应器的一个典
而膜管较脆容易断裂。
型反应,本文设计以此进行。
本研究针对以上问题对浮头式无机膜反应器的
(2)膜管参数工业应用的大部分无机膜管为
收稿日期:2014-03-04
作者简介:章志华(1988-),男,山西长治人,助教,在读研究生,从事化工机械方向的研究工作。