采用二维数值模型对变压吸附空分制氧过程吸附床内的氧气浓度分布进行了研究,同时对吸附相中氧气和氮气浓度也进行了探讨。数值结果直观地显示了吸附床内的浓度场及其分布规律,并据此结果分析了吸附床内浓度演变过程。发现,在首个循环结束时氧气浓度可提纯到70%左右;在循环稳定后,传质区长度约占整个吸附床的35%左右,在传质区前沿存在陡峭的浓度波锋面;边流效应的存在使得浓度锋面呈月牙形分布,并且会使壁面过早地穿透,影响吸附床性能。

通过自行研制开发的高压静态吸附仪测定了沸石分子筛对N2和O2静态吸附量,实现了吸附剂对气体吸附量在高压条件下的测量,对变压吸附气体分离行业具有重要的实用价值。该仪器能够与上位计算机进行通讯,实现测量数据的显示与存储。

为了研究煤矿主风机备用管路压力变化特征。运用FLUENT软件,完成了泄漏口宽度、直管长度、斜管长度、斜管夹角四因素下分支管路流动的数值模拟。结果表明：仿真与试验误差在7%以内;当上述参数值较小时,压力沿着备用管路纵向呈非线性变化,反之,呈线性变化特点;而对于同一位置处的压力,随着上述参数递增时,呈二次曲线变化特点,即存在相应最优点,由于受湍流现象的影响,直管长度较小时,存在最低压力点;当斜管夹角为46°,斜管长度为346mm时,压力最高。同时,为煤矿主风机分支管路设计与优化提供了科学参考。