旋风过滤装置天然气脱水试验研究

旋风过滤装置在气液分离领域有着广泛的应用。为此设计一种新型的旋风过滤分离装置,该装置具有分离效率高,设备适应性强,清洁环保、操作稳定等传统天然气脱水设备不具备的优点。试验中对不同的含液浓度和入口气速对分离效率和溢流压降的影响进行了研究及分析。试验结果显示:随着气速的增加分离效率会出现不同幅度的下降而可以反映能耗的溢流压降在不断上升;含液浓度的变化对溢流压降没有明显的影响,而含液浓度的提高可以在不同程度上提高分离效率。通过实验结果可以分析得出旋风过滤装置在入口气速8~10 m/s且含液浓度在20~25 g/m~3的情况下具有较好的分离性能。     

氨油分离器内高效气液分离元件分离性能的数值研究

采用FLUENT软件对氨油分离器中波纹板除雾器和丝网除雾器内的气液两相流场进行数值模拟计算,考察除雾器的结构参数与操作参数对进出口压降和分离效率的影响规律。结果表明:波纹板除雾器的压降随入口气速的增大而增大,随叶片转折角度的增大而减小,分离效率随液滴直径的增大而增大,随入口气速的增大而增大,随叶片转折角度的增大而减小;丝网除雾器的进出口压降随入口气速的增大而增大,分离效率随入口气速的增大而增加,随入口液滴直径的增大而增加;波纹板和丝网组合在一起的整体分离效率提高,且随着液滴直径的增大,整体分离效率上升很快。     

催化装置再生器稀相尾燃的原因及解决措施

中石化洛阳分公司二催化装置2017年1月出现再生器稀相尾燃超温问题,稀密相温差由正常时的20℃左右逐渐升高,最高至63℃,导致再生器稀相频繁超温,大大限制了装置的处理量,严重影响了装置技术经济指标的提升。本文分析了再生器稀相尾燃的危害及原因,指出二催化装置再生器稀相尾燃的原因一方面是由于减压渣油来量过多掺渣比过大,生焦过多超过了装置的烧焦能力;另一方面焦炭在再生器密相床中的烧焦效果差。最后提出了一些解决措施,通过调整东侧和西侧两路主风比例,改变外取热流化方式使进入稀相空间的CO减少;改变再生器卸补剂量以调整再生器藏量从而优化再生器的流化烧焦状况;降低减压渣油来量及减小加氢精制蜡油进料波动以平稳原料性质;更换CO助燃剂型号等措施,最终再生器稀相尾燃和稀相超温的问题得到了解决,再生器稀相段温度大大降低,装置的处理能力得到了提高。     

催化裂化装置跑剂原因探究及措施

催化装置跑剂是造成装置非计划停工的重要原因之一,某催化装置因沉降器旋风分离器料退断裂而造成大量跑剂而停工,本文从油浆固含、单级旋分线速、再生剂粒径分布、油浆灰分分析等方面分析了沉降器跑剂现象,并深入探讨了催化沉降器旋分跑剂原因、催化沉降器结焦原因。     

EII型多管旋风分离器分离性能的试验研究

为了系统评价EII型旋风分离器的分离性能,探究了入口气速为6～20.5m/s,入口颗粒质量浓度为8.6～17.5g/m~3时,多管旋风分离器的分离效率和压降。结果表明:多管旋风分离器的分离效率随入口气速和入口颗粒质量浓度的增大而出现先升高后下降的趋势,多管旋风分离器的压降随入口气速的增大而增大。在相同实验条件下,与单个旋风子相比,多管旋风分离器的压降升高幅度为20%～25%,分离效率下降不大于2%,具有很好的细粉尘捕集能力。     

环流循环除尘系统中的流场优化

对环流循环除尘系统中的流场进行了优化。以分子筛-空气为实验物系,测定了加旋流板前后的环流循环除尘系统的除尘效率和压降。结果表明,加旋流板后环流循环除尘系统的除尘效率显著提高。在入口气速低于23m·s-1时旋风除尘系统的压降稍有增加,而在入口气速大于23m·s-1时旋风除尘系统的压降则略有下降。     

催化裂化装置再生器跑剂原因分析及应对策略

催化裂化装置跑剂是威胁装置安全运行的一个重大隐患,本文详细分析了茂名某催化装置再生器跑剂的现象,并从操作、催化剂性质、机械结构等多方面剖析了装置跑剂的原因,通过调整催化剂筛分能够缓解跑剂现象发生,但无法彻底解决。最终通过对再生器旋分进行压力平衡计算,查找出再生器二级旋分料腿长度与实际需求裕度太小是造成跑剂的主要影响因素,经过对旋分二级料腿小改造后,解决了装置再生器跑剂的问题,确保了装置长周期安全运行。     

气体干法净化旋流吸附耦合设备压降特性

气体干法净化旋流吸附耦合设备将旋流分离和移动床吸附/过滤分离有机结合,可适应较宽的温度范围,为高温气体净化提供了一种新思路。在不加尘及不同的移动床循环速率和旋风入口气速下对该设备进出口静压差进行了测量和分析。实验结果表明,设备静压差在整个运行过程中较为稳定,有较强的可预测性,无量纲标准偏差维持在0.4%以内;实验范围内,移动床循环量的大小对设备静压差没有影响;设备压降与旋风入口气速呈现出良好的二次方程（抛物线）关系;将设备实际压降划分为进口管路沿程摩擦损失、入口天圆地方摩擦损失、旋流体摩擦损失、内置移动床摩擦损失和出口管路沿程摩擦损失五个部分;获得了旋流体摩擦损失及设备实际压降与入口速度头的关联方程;该设备的阻力系数与普通旋风分离器相比,没有明显增大;初步加尘实验确认了旋风壳体与移动床之间旋流作用的存在,为进一步结构优化提供了参考。     

气体干法净化旋流吸附耦合设备压降特性

气体干法净化旋流吸附耦合设备将旋流分离和移动床吸附/过滤分离有机结合,可适应较宽的温度范围,为高温气体净化提供了一种新思路。在不加尘及不同的移动床循环速率和旋风入口气速下对该设备进出口静压差进行了测量和分析。实验结果表明,设备静压差在整个运行过程中较为稳定,有较强的可预测性,无量纲标准偏差维持在0.4%以内;实验范围内,移动床循环量的大小对设备静压差没有影响;设备压降与旋风入口气速呈现出良好的二次方程(抛物线)关系;将设备实际压降划分为进口管路沿程摩擦损失、入口天圆地方摩擦损失、旋流体摩擦损失、内置移动床摩擦损失和出口管路沿程摩擦损失五个部分;获得了旋流体摩擦损失及设备实际压降与入口速度头的关联方程;该设备的阻力系数与普通旋风分离器相比,没有明显增大;初步加尘实验确认了旋风壳体与移动床之间旋流作用的存在,为进一步结构优化提供了参考。     

吉化炼油厂重油催化装置外旋改造成功

吉化炼油厂于1998年4月28日顺利完成了重油催化装置第二再生器外旋风分离器改造工作，装置一次开车成功。催化剂单耗明显下降，为装置达产达标创造了条件。改造前，第二再生器外旋风分离器的效率比较低，工况非常不稳定，催化剂单耗增高，1997年催化剂单耗达2．0kg／t。改造后，选用了最新型PV高效旋风分离器，其效率可达99．99％以上，一级旋分器型号为DI060×7304×8，正常气体流量11250m3／h，人口面积0．1709m2，人口线速18．79m／s；二级旋分器型号为D1060×6775×8，人口面积0．1483m2，人口线速21．07m／s。原外旋全部取消，变第二…     

底部挡板与进气位置对水力喷射空气旋流器传质性能的影响

水力喷射空气旋流器(water-sparged aerocyclone,WSA)是一种利用液体射流在气体旋流场中雾化强化气液传质的新型传质设备,可广泛用于废水、废气处理等环境工程中。为了改进水力喷射空气旋流器结构,提高其气液传质性能,本文通过废水氨氮吹脱实验研究了进气口轴向位置以及底部挡板的设置对气液传质性能的影响。实验结果表明,进气位置与底部挡板对水力喷射空气旋流器的气液传质性能存在影响。在相同工作条件下,气相进口沿轴向下移对WSA内气液传质性能作用较小,但能够使其气相压降降低约为10%。在WSA主筒体底部液封区域设置挡板,能够强化WSA底部气液两相的混合,进而提高低液相循环流量下WSA内的气液传质性能,且随进气速度的增加,其效果越显著,研究结果可为设计传质性能良好的WSA提供设计依据。     

Determining Cyclone Particle Holdup by Pressure Drop for a CFB Boiler

An experimental study was conducted to assess the possibility of determining particle holdup by measuring the pressure drop of a conventional cyclone used in a circulating fluidized bed (CFB) boiler. It was found that within a wide range of inlet solid concentrations, i.e., 0.54–4.42 kg/kg‐gas, the cyclone pressure drop increased linearly with inlet solid concentration at a given gas velocity, while the pressure drop between the dust exit and the vortex finder of the cyclone remained almost constant. Since particle holdup increases virtually linearly with solid flow rate, the particle holdup in the cyclone can be derived from the cyclone pressure drop, and therefore, an equation set was proposed to calculate the particle holdup from the cyclone pressure drop.     

多旋臂气液旋流分离器压降特性试验

为强化气液离心分离过程,实现在大直径分离器内的气液旋流高效分离,设计构思了一套多旋臂气液旋流分离设备,为气液分离大型化设计提供了一种新思路。在纯气流条件及不同的旋流臂喷出气速下对该分离设备进出口静压差进行了测量,实验结果表明,旋流分离设备静压差在整个运行过程中较为稳定,有较强的可预测性,无量纲标准偏差维持在2%以内,总压降与旋流臂出口气速呈现出良好的平方关系。进一步将总压降分解为入口及旋臂摩擦损失、分离器空间内摩擦损失和出口管路摩擦损失三个部分进行详细测量,获得了各部分压降与旋流臂出口速度头的定量关联模型,发现分离器空间内摩擦阻力损失在总压降中占比最大。GLVS总压降主要受旋流臂出口气速影响,加入液相后对压降影响很小。该旋流分离设备的阻力系数与普通旋风分离器相当,根据四组不同结构尺寸的旋流头得到了阻力系数与旋流头关键设计参数的关联式,为进一步结构优化提供了参考。     

旋风分离器入口结构影响的研究现状与进展

综述了近年来关于入口结构包括入口结构类型、入口截面形状以及入口下倾角度等对旋风分离器性能影响的研究。认为不同的入口结构参数设计对旋风分离器的性能及能耗有较大影响;随着入口数量增多,分离器压降降低,分离效率先升高后减少,双进口分离器的性能较优。入口截面形状采用倒三角形有利于提高分离效率,但压力损失增加;对于矩形入口旋风分离器,增大高宽比有利于提高分离效率,但也会增大压力损失。随着入口截面角的增加,压力损失降低,分离效率先升高后减小,存在有最优的入口截面角;螺旋下倾角能够改善旋风分离器的分离性能,降低压力损失并有效减少上灰环现象的发生。     

多效旋风分离器性能的实验研究

多效旋风分离器通过采用2级螺旋管预分离含尘气体、螺旋形顶盖板导流、筒体中心稳流锥稳流和吸气回流系统防止粉尘返混等措施,解决了在旋风流场中分离微米及亚微米级颗粒的难题。文中通过实验研究了直径为0.25 m的多效旋风分离器的压降、分离效率和进口风速的关系,实验物料粒径范围为0.1—23μm,平均粒径为7.59μm。结果表明:在10—14 m/s入口风速时,对0.1—3μm颗粒的分离效率大于90%,对大于5μm颗粒的分离效率接近100%,压降在500—1 000 Pa。风速大于16 m/s时,对0.1—2μm颗粒的分离效率大于75%。     

柱状气液旋流器压力场和速度场模拟分析

利用计算流体动力学(CFD)方法,采用流体力学软件FLUENT,针对柱状气液旋流分离器进行了内部流场、压力场和气相浓度的分析,得到了柱状气液旋流分离器的压力降分布特性和速度分布特性。揭示了入口位置及溢流口直径对柱状气液旋流分离器分离性能的影响。经研究发现:要使柱状气液旋流分离器具有低压力损失和高分离效率的综合性能,需要将入口位置和溢流口直径控制在一定范围。     

A universal model to calculate cyclone pressure drop

The definition and composition of the pressure drop over a tangential inlet, reverse flow cyclone have been analyzed. It is assumed that two factors mainly contribute to the pressure drop, i.e., the local loss and the loss along the distance. The former includes the expansion loss at the cyclone inlet and the contraction loss at the entrance of the outlet tube (or vortex finder). The latter consists of the swirling loss resulting from friction at the cyclone walls and the dissipation of gas dynamic energy in the outlet tube. By use of the measured results of the flow field in cyclones, the calculation methods for each loss have been developed. And a universal model to predict the cyclone pressure drop is thus obtained simply by summing each loss. A detailed comparison between the calculated and experimental results shows that this accurate model is suitable either for pure or for dust laden gases at normal or high temperatures and can meet the requirement of most cyclone designs.     

天然气脱蜡旋风分离器分离效率的模拟

旋风分离器分离效率高,不易堵塞,用于天然气脱蜡效果显著。通过CFD软件Fluent模拟CYG-S型天然气脱蜡旋风分离器的两相流场,得到了旋风分离器内的压力、切向速度、轴向速度分布。对比了不同入口速度下的模拟与理论计算的分割粒径x50,发现具有很好的吻合度,两相模拟有一定的可靠性。结果表明：在旋风分离器锥段底部靠近壁面处的石蜡液滴质量浓度较高;随着进口流量的增加,旋风分离器分离效率提高,当进口流量为1000 m3/h时,x50可以达到5.3 μm;大粒径液滴的分离效果明显,但在所研究的进口流量范围内,进口流量的变化不能明显地影响粒径小于5 μm液滴的分离效率;柱段和锥段长度的增加使得旋风分离器的整体长度增加,延长了液滴在旋风分离器内的停留时间,提高了旋风分离器的分离效率。