概述 甲醇、二甲醚以及硫酸和氨等其他重要化学品主要由固定床化学反应器生产。计算流体动力学（CFD）模型是固定床化学反应器设计、优化和扩大规模的宝贵工具，催化床结构的真实表征和 3D 体积网格质量对于提高 CFD 模拟的准确性至关重要。 筛分颗粒尺寸、形状和方向等因素造成固定床反应器内局部拓扑的复杂性，对整个体积进行网格划分和模拟将需要大量的计算资源。因此，应选择合适的试样区域准确代表整个床层的体积和径向孔隙率。本研究基于 CT 重建多分散实验室规模催化床层的 3D 结构，分析内部孔隙结构，选择合适的代表性区域 CFD 模型模拟流体动力学性能，降低计算需求的同时保证结果精确度。 图像处理和模拟 使用 3 个由 SAPO-34 颗粒形成的多分散实验室规模催化床层，尺寸通过 100-300、300-500 和 500-700 μm 的筛子经过 5 次筛分。从各个床层中间选取整体的 5%、10%、50% 区域作为代表。 图1：整个床层的 CT 图像（a）100-300 μm（b）300-500 μm（c）500-700 μm（蓝色 100-300 μm，红色 300-500 μm，绿色 500-700 μm，黄色 > 700 μm） 由于 SAPO-34 颗粒易碎，在装填过程中会产生裂缝。在 CT 扫描图像中包含大量由此产生的灰尘颗粒（<100 µm），但在整个床层所占体积中微不足道。若保留这些颗粒会导致生成网格过多，从而增加计算需求。依次应用腐蚀、膨胀、闭运算工具，去除图像中的灰尘颗粒。在 Simpleware 软件中，使用 Island removal 工具移除任何小于 60 […]
