对循环流化床锅炉旋风分离器设计与技术改造的一些浅在分析

介绍1台130t／h循环流化床锅炉的旋风分离器在设计上应该重点考虑的问题,并给出了满足旋风分离器最佳构型的几何条件;结合旋风分离器在应用过程经常出现磨损的问题,提出技术改进的措施．提高了锅炉运行的可靠性。     

基于防磨结构的旋风分离器性能优化

基于气固两相流和冲蚀理论对常规Stairmand旋风分离器和防磨型旋风分离器冲蚀规律进行了研究. 结果表明,对常规旋风分离器,其壁面冲蚀磨损速率从筒体顶端向下逐渐减小,在筒体L1/H1=0.8以下区域,磨损速率基本保持不变;在L1/H1=0.8以上区域,冲蚀磨损呈增大趋势,最大为2.3′10-6 kg/(m2×s);在锥体L2/H2=0.35以下区域,冲蚀速率逐渐减小;而在L2/H2=0.35以上区域呈逐渐增大趋势,在锥体顶端达最大值2.0′10-7 kg/(m2×s). 对防磨型旋风分离器,在筒体L1/H1=0.8以上区域,壁面最大冲蚀速率为0.5′10-6 kg/(m2×s),远小于常规旋风分离器. 在锥体从锥底向上冲蚀速率逐渐减小,在锥体顶端为0.4′10-7 kg/(m2×s),小于常规旋风分离器. 在小粒径范围内,分离效率随粒径增加而基本呈线性递增趋势. 粒径大于4 mm时,防磨型旋风分离器具有较高的分离效率. 压降随防磨板高度增加逐渐减小. A3型防磨分离器压降为360 Pa,小于常规分离器压降550 Pa. 为了降低旋风分离器壁面的冲蚀磨损,减少出口压降损失,粒径大于4 mm时,可选择最合理的B1型防磨分离器提高旋风分离器的防磨性能,从而延长使用寿命.     

旋风分离器防磨减阻性能机理研究

为了提高旋风分离器的防磨减阻性能,运用计算流体动力学方法研究了常规和防磨减阻旋风分离器的防磨减阻机理。结果表明:常规旋风分离器容易发生严重的局部冲蚀,而防磨减阻旋风分离器冲蚀磨损区域较为均匀。在同一粒径下,防磨减阻旋风分离器的壁面冲蚀磨损远小于常规旋风分离器。两者的壁面冲蚀磨损速率随粒径增大而逐渐增大,当粒径大于15μm时,冲蚀磨损速率变化不大。两者的压降损失随着入口速度的增加而增大,当入口速度为15 m/s时,防磨减阻旋风分离器的压降为297 Pa远小于常规旋风分离器的821 Pa。防磨减阻板不会改变旋风分离器的流场特性,分离小粒径颗粒效率略小于常规旋风分离器,但粒径大于5μm时,防磨减阻旋风分离器具有很高的分离效率。     

150t/h循环流化床锅炉返料风系统的改进

正1改进前状况2台150 t/h高温、高压循环流化床锅炉2011年10月投产,每台锅炉配置2台75 k W的返料罗茨机,1开1备。投运后,存在返料风压过高,风机出口气体压力30 k Pa(额定全压29 k Pa),返料罗茨风机电流高、超负荷,现场噪音(90 d B)严重超标问题。同时,由于风压过高,造成返料风帽磨损、磨穿,过大的返料松动风又对旋风分离器内的气流造成扰动,影响分离器的收集效率,最终影响锅炉的带负荷能力。运行初期,锅炉负荷只能达130 t/h。     

旋风分离器锥体局部磨损对内流场及性能的影响

为了探究局部磨损对旋风分离器性能的影响,采用Oka磨损方程以及计算流体动力学(CFD)对旋风分离器壁面磨损以及内流场特性进行数值模拟,考察旋风分离器内流场等参数随磨损厚度增大的变化规律。结果表明,旋风分离器壁在锥体底部排尘口附近壁面局部磨损严重,形成螺旋形冲蚀磨损带。磨损引起设备几何结构的改变会导致切向速度降低,颗粒所受离心力降低,锥体内局部涡强度及影响范围增大,涡核旋进(PVC)的影响加大,不利于主流的稳定与固体颗粒的分离。与未磨损时相比,当局部磨损厚度为20 mm时,粒径为4μm的颗粒分离效率由100%降低至93%,分割粒径由1.3增大至1.9μm,设备压降降低了约40%。研究工作对保障旋风分离器的长期安全稳定运行具有重要理论指导意义。     

蜗壳式旋风分离器的磨损实验和分析

用模拟方法对蜗壳式旋风分离器器壁磨损进行了实验 ,探讨了旋风分离器的磨损机理 ,对蜗壳式旋风分离器器壁磨损最严重的 3个部位 :环形空间筒体 60～ 1 35°(以入口处为 0°)的局部区域、锥体部分的末端、灰斗锥体与料腿的连接附近的磨损特点进行了分析。实验结果表明 ,蜗壳式旋风分离器器壁磨损量与含尘气流的浓度是线性关系 ,与入口速度是三次方关系。在实验数据的基础上建立了磨损量计算的经验关系式。     

竖直转折入口结构旋风分离器流场模拟

采用雷诺应力模型（Reynolds Stress Model,RSM）对在竖直方向带转折入口烟道结构分离器气相流场进行数值模拟,采用拉格朗日法追踪了分离器内颗粒的运动轨迹。结果表明：分离器气固流场与已有试验结果基本吻合;在相同入口面积下,在竖直方向上带有转折烟道结构旋风分离器B的效率比传统直段入口结构旋风分离器A的分离效率更高,同时分离器B的压降更大。分离器B的转折烟道结构可使入射颗粒在分离器B筒体入口具有向下的速度分量,利于提高分离效率。     

醋酸乙烯合成反应器内置旋风分离器的改造

醋酸乙烯合成反应器的旋风分离器因分离效力不高，料腿易堵。旋风分离器磨损严重等原因改造成高效低阻的旋风除尘器，减少了磨损。延长了使用寿命。不再因为磨损泄漏而停车，同时增加触媒粉末到反应器的回收量。     

10万t／aPVC旋流干燥工艺的改进

介绍了某公司对PVC干燥工艺进行改进的具体措施：更换1#风机叶轮,在1#螺旋输送段加装螺旋输送叶片并调整螺距,拆去1#风机进口空气过滤器,断开20旋风分离器排风管与气流床的连接,改变罗茨风机主动轮、辅动轮直径,在C102抽吸风机排风口加装1组旋风分离器。改造后共减少经济损失约140万元／a。     

1种侧壁开缝式防磨损旋风分离器性能模拟

针对旋风分离器壁面磨损严重的问题,设计了侧壁开缝式分离器。基于流体动力学软件进行了仿真模拟,对比分析了筒体侧壁开缝对分离器内切向速度、总压力、壁面附近颗粒含量以及分离效率的影响。模拟同工程案例描述相符,结果表明,开缝不改变分离器内的流场分布趋势,壁面颗粒含量分布明显降低,总分离效率不受影响。侧壁开缝式旋风分离器在防磨损方面较普通分离器有明显优势。     

气-液-液三相分离器逐步计算方法的优化

工艺生产过程中经常会遇到对两种不相混容的液体和气体进行三相分离,其中两种不相混溶的液体在密度上存在差异.在石油炼制中一个十分典型的实例便是水、液烃和气体的分离.对于液、液和气的三相分离一般仅在公司的设计文件中可以获得,而公开发表的文献却少见报道.通过对三相分离器设计基础的研究来缓解该状况.采用逐步设计的方法并提供实例为...     

用斜管(板)沉降系统改造矩形平流沉淀池--平流斜管(板)组合沉淀池

对矩形平流沉淀池的设计、运行特点和缺陷进行全面评价。论述了用斜管或斜板沉降系统改造矩形平流沉淀池的合理性，同时讨论了设计组合沉降系统的技术关键，以此提高沉淀池出水水质。     

用流化床燃烧技术改造锅炉时分离技术的选择

流化床锅炉所采用的气固分离设施主要有旋风分离和惯性重力分离两大类,介绍了选用分离器一般应遵循的原则及应用示例,可供选用时参考。     

新型扩散式下排气气固分离器实验研究

通过分离效率的测定和三维粒子动态分析实验,研究了扩散式下排气气固分离器的分离流阻、流场分布、分离效率等,从而达到降低扩散式气固分离器的阻力,提高分离效率的效果。分离器内部的各种设计,如上导流锥高度的确定、下导流锥的倾角、排气管高度等均为提高气固分离器的效率和降低阻力,从实验可以看出该气固分离器对于30μm粒径的粗灰的分离效率很高,能达到95％以上,从实验综合比较效率和阻力选择了一最优方案。     

气液两相分离器计算方法的优化

分离器是最常见的工艺设备之一。目前计算分离器大小的方法主要是根据规范标准,但标准规范具有一定的局限性。同时许多技术文献也已对分离器的设计进行了论述,大量的技术信息在许多公司的内部设计手册中也被涉及,而公开发表的文献却少见报道。此外,对于分离器尺寸设计的基本方程已众所周知,但对方程中参数的选择还有许多需要考虑和慎重的地方。因此,着力介绍了不同的分离器设计方法和分离器的设计基础理论,并提供了分离器逐步计算的新方法和计算对比实例,为分离器的设计计算提供相应的指导。     

Theoretical Analysis of a Magnetic Separator Device for Ex‐Vivo Blood Detoxification

Abstract

The feasibility of a magnetic separator device for ex‐vivo blood detoxification was studied. This blood detoxification approach entails administering functionalized magnetic microspheres (FMMSs) into a patient's body by transdermal injection to capture and remove toxins from the blood using highly specific receptors attached to the surface of the FMMSs. These toxin‐loaded FMMSs are then removed from the body using extracorporeal blood circulation through a specially designed magnetic separator, based on high gradient magnetic separation principles. The performance of the magnetic separator, in terms of its collection efficiency (CE) of the FMMSs, was evaluated theoretically using a streamline analysis of a 2‐D model. The effects of blood velocity (1 to 20 cm/s), magnetic field strength (0.1 to 2.0 T), wire size (0.125 to 2.0 mm in radii), separator unit size at a fixed ratio of tube to wire diameter of one, tube length (2.0 to 20 cm), wire material (nickel, SS 430 and wairauite), and magnetic material comprising the FMMSs (iron, typical magnetite and weaker magnetite) on the CE were evaluated. Provided that the blood velocity was below 2 cm/s, CEs >80% could be attained under reasonable conditions, like when using FMMSs 400 nm in diameter and containing 60 wt% magnetite in a magnetic field of 0.5 T using a magnetic separator with 0.5 mm radii wire (at a fixed ratio of tube to wire diameter of close to one) that was 10 cm in length (same as the tube) and made of SS 430. CEs of between 30% and 80% could also be attained at blood velocities up to 20 cm/s without compromising the magnetic separator design. The magnetic separator performance improved by reducing the size of the unit with tubes and wires of equal radii, increasing the applied magnetic field strength, utilizing magnetic materials with the highest magnetizations, and increasing the length of the unit. Overall, the results from this study delineated the physically realistic conditions that make ex vivo blood detoxification possible with this magnetic separator device.     

甲醇合成反应器与分离器工艺设计

概述甲醇合成反应器的设计和选材原则，介绍了均温列管式甲醇合成反应器和全收率甲醇分离器的技术特点。甲醇产能200—250kt／a和300-400kt／a装置的甲醇合成反应器直径分别为Ф3400～3600mm和Ф3800—4000mm，吨甲醇可副产中压蒸汽1．0t，具有操作适应性强、产品质量好等特点；甲醇分离器采用全收率甲醇分离技术，回收率近100％，分离后气相中含甲醇体积分数〈0．1％。通过实际生产检验，表明这2台设备具有设计先进性与可行性。     

旋风式选粉机的改造机理及应用

旋风式选粉机在细粉的分离、产品细度的调节等方面均优于离心式选粉机,但由于其分级力场的不稳定、物料分散的不充分和不均匀及细度控制的不灵敏等,使其分级性能与第三代高效选粉机相比仍有较大差距。采用NHX高效转子式选粉机技术,对其进行结构改造,并配套粉磨工艺参数的调整等相关技术,可使旋风式选粉机的选粉效率约提高40％,粉磨系统的产量约提高20％～30％,效益显著。     

外循环型分解炉系统阻力特性的冷模实验研究

空载状态下,通过对两种外循环型分解炉系统的阻力特性进行冷模实验研究,得出结论:分解炉截面风速为6.0～8.0 m/s时,卧式旋风筒的压力损失约为80～200 Pa,旋流分离器的压力损失约为600～1180 Pa;外循环式Ⅰ型分解炉系统中"分解炉+卧式旋风筒"的压力损失比Ⅱ型外循环分解炉系统中"分解炉+旋流分离器"的压力损失约低300～600 Pa,从而具有较好的阻力特性.     

一种新型纵分设备

论述了浮法玻璃生产线短棍纵分设备中纵分部分的工作原理、结构及特点,阐述了此纵分在大吨位浮法玻璃生产线中如何满足多片、多尺寸纵分的生产工艺要求。