PDC型旋风管内颗粒浓度分布的实验研究

在流场测试的基础上 ,采用等动采样的原理 ,对PDC型旋风管内的颗粒浓度分布进行了全面系统地测试。在大量实验的基础上 ,得到了旋风管内颗粒浓度分布的一般规律 ,并提出了灰斗内排尘口处返混夹带率的计算方法     

结构参数对导叶式旋风管内流场分布的影响

用智能型五孔球探针对导叶式旋风管内流场进行全面系统测量，根据实验结果得到了导向叶片参数、导流锥结构参数及排尘结构参数对流场分布的影响规律。在流场分析的基础上，进一步研究了结构参数对旋风管内颗粒分离的影响，为优化结构，提高分离性能，研究分离机理奠定了实验基础。     

PSC型旋风管分离空间内颗粒浓度分布

采用等动采样方法对旋风管内的颗粒浓度分布进行了系统测量。根据实验结果可将旋风管的分离空间分为入口环形空间、柱形分离空间和排尘返混区 3部分。对旋风管分离空间内颗粒浓度分布的分析表明 ,在分离空间的不同区域 ,颗粒的分离机理也不同     

多管式旋风分离器内气相流场数值模拟

应用数值模拟的方法研究了多管式旋风分离器内的气相流场,研究发现,单管压降是多管旋风分离器压降的主要部分,约占90％。在灰斗内单管排尘口以下轴向速度逐渐减小,在尘口以下200mm处轴向速度值几乎为0,气流不会夹带颗粒向上返混。在进气均匀的情况下,依然存在着窜流现象,窜流率约为10％。单管分离空间底部存在摆尾现象,排尘口下部区域内压力分布不均,是导致窜流现象发生的直接原因。     

三旋单管防返混技术研究

返混是影响第三级旋风分离器分离效率的主要因素之一.三旋单管在排尘口存在返混现象的根本原因是旋风分离单管内部存在的强旋涡从排尘口深入到灰斗(集尘器)内,并在排尘口中心位置形成低压区.该旋涡把排尘口和灰斗中的粉尘重新旋起,使之随气流由排尘口中心的低压区再次进入单管内部,造成分离效率下降.在VAS型的三旋分离单管排尘口处加装止旋器制止出口处的旋涡,消除低压区,从根本上解决返混问题.理论分析及实验表明该方法完全能够达到预期目的.     

卧管式多管旋风分离器旋风管的研究

为适合于超高温、大处理量的卧管式多管旋风分离器设计了三种旋风管,并优选出其中一根作为基准旋风管。针对排尘口存在严重返混问题,对旋风管的排尘结构进行了改进,发明一种防返混的排尘锥,用３２５目滑石粉对Φ２５０ｍｍ旋风管进行分离效率试验,在入口气速２５ｍ／ｓ,浓度２ｇ／ｍ３（标准状态）时,分离效率９８．２％,用Ｃｏｕｌｔｅｒ－ＴＡⅡ对其尾气等采样结果分析,其中大于８μｍ粒子１００％地除净     

PDC型高效旋风管的开发研究

通过对导叶式旋风管的叶片参数、排尘结构和排气结构及分离空间高度的优化研究，开发出了新一代ＰＤＣ型高效旋风管，其性能全面优于国内立管三旋现用的ＥＰＶＣ型旋风管和ＶＥＲ型旋风管。其单管气量可达２２００～２４００ｍ’／ｈ；效率高于ＥＰＶＣ型ｌ～３个百分点，高于ＶＥＲ型约３～５个百分点；排尘口直径８５ｍｍ，不会堵塞；操作弹性好，气量波动影响较小，不会窜流返混。工业应用表明三旋出口含尘浓度低于１００ｍｇ／ｍ‘，出口烟气内无大于１０ｐｍ颗粒。     

PV型旋风分离器内颗粒轨迹计算的初步探讨

用随机轨道模型计算了ＰＶ型旋风分离器中不同粒径的颗粒从入口不同位置进入旋风分离器的轨迹及灰斗与排尘口返混颗粒的运动过程，并在此基础上估算了粒级效率，与实测值较为吻合，但计算精度仍有待提高。     

提升管与流化床耦合反应器内固含率的轴向分布

针对催化汽油辅助反应器改质降烯烃工艺，结合提升管与流化床的特点，建立了一套提升管与流化床耦合反应器大型冷态实验装置。在不同操作条件下，采用多点压力密度仪测定了提升管内轴向压力梯度及截面平均固含率沿轴向的分布规律。结果表明，提升管内固含率的轴向分布呈上下两端大、中间小的C型分布特征，颗粒在提升管内沿轴向的运动可分为颗粒加速区、充分发展区和颗粒约束返混区；提升管内截面平均固含率随颗粒循环强度的增大而增大，随表观气速的增大而减小，提升管出口的流化床内颗粒静床高度只对颗粒约束返混区固含率有影响，而对颗粒约束返混区长度及颗粒约束返混区以下区域固含率影响较小。利用实验数据回归出了提升管内截面平均固含率的轴向分布及颗粒约束返混区最大颗粒返混比的经验模型，其计算值与实验值吻合较好。     

紧凑式旋流快分系统气相流场的数值模拟与分析

采用RSM湍流模型对紧凑式旋流快分系统（CVQS）内气相流场进行了数值模拟，重点考察A、B型二级旋流头的流场分布。模拟结果表明: 含尘气流通过B型旋流头后，获得更大的切向速度，有利于细颗粒分离；同时B型旋流头喷出口处，颗粒下行速度较大，旋涡较少，可有效改善"短路流"与颗粒返混现象。因此，推荐采用B型旋流头作为CVQS快分系统二级旋流头的基础型式。     

排气结构对导叶式旋风管分离性能的影响

通过对比实验测定了不同排气结构下导叶式旋风管的分离效率及压降,同时用智能型五孔球探针测试仪测定了不同排气结构的旋风管内流场分布,结合性能实验与流场测量的结果,研究了排气芯管内径及其结构型式对分离性能的影响,为旋风管结构优化和开发及其分离机理的研究提供了一定的实验基础。     

两种不同入口形式的旋风分离器分离性能的对比研究

采用数值模拟和实验研究的方法比较了不同进气量下,相同入口面积的Stairmand型和轴流导叶式旋风分离器的压降、分离效率和内部流场。结果表明,进气量648 m3/h时,轴流导叶式分离器内切向速度小于Stairmand分离器,进气量1080 m3/h时,轴流导叶式分离器切向速度较大;本实验条件下,轴流导叶式分离器可以明显增加内部流场的对称性和稳定性,削弱环形空间纵向环流和短路流现象;Stairmand型分离器分离效率随进气量先增大后减小,轴流导叶式分离器的效率则一直增加,且进气量小于1080 m3/h时,Stairmand型分离器分离效率较高,进气量大于1080 m3/h时,轴流导叶式分离器分离效率较高;相同进气量下,轴流导叶式分离器压降基本小于Stairmand型分离器。     

无泄料盘旋风管的流场特性分析

对无泄料盘旋风管排尘口附近的流场特性进行了分析，指出了无泄料盘旋风管使用中应注意的问题。     

旋流板和螺旋导叶气液分离性能对比研究

通过建立轴流导叶式气液分离器试验系统,采用试验的方法,在相同气液操作工况下对比研究了旋流板和螺旋导叶式气液分离器的压降和分离效率.试验研究结果表明,在550～1220 m3/h的处理气量范围内,旋流板气相压降比螺旋导叶气相压降低13％～35％,能耗相对更低;在不同处理气量和液滴质量浓度下,旋流板分离效率比螺旋导叶分离效...     

导叶角度对轴流式气液旋流器分离性能的影响

对于低含液浓度的气液两相流,轴流式气液旋流器具有良好的分离性能。导向叶片的几何尺寸是影响轴流式气液旋流器分离性能的重要因素,对导叶出口角度分别为15、20、25和30°的轴流式气液旋流器的试验研究显示,在稀相时,导叶角度25°的旋流器分离效率最高,导叶角度15°的旋流器分离效率最低,而导叶角度20和30°的旋流器的分离效率介于二者之间。流量一定时,轴流式旋流器的压力降随着导叶角度的增大而降低。研究还发现旋流器分离的临界速度受气体含液浓度影响不大,主要受旋流器结构尺寸的影响,对于一定的导叶角度,分离器的压力降随着流速的增加呈抛物线上升,与局部压降公式吻合。     

导叶式旋风管入口环形空间内气相流场数值模拟

利用Fluent软件和雷诺应力模型(RSM)对装有分流型芯管的导叶式旋风管内部三维强旋湍流流动进行了数值模拟计算,尤其是将入口环形空间和芯管内的气相流场数值模拟结果与实验结果进行了对比。结果表明,数值模拟值与实验值吻合较好。部分气流通过芯管上的细长开缝进入芯管,实现气体的分流,通过两股不同方向旋流的相互作用,使得芯管内气流的旋转速度降低。     

新型高效多管旋风分离器的开发及应用

介绍了石油大学等单位新近开发应用的立式三旋(EPVC系列旋风管和PDC型旋风管)以及卧式三旋(PT-Ⅱ型旋风管)的结构特点。EPVC旋风管通过改进叶片设计方法,提高了细颗粒分离效率;采用分流型芯管排气结构,提高了细粒的捕集率;在泄料盘中心开喇叭形孔,解决了泄料堵塞问题。PDC型旋风管单管气量大,除尘率高,排料通畅,无窜流返混。PT-Ⅱ型旋风管采用双道切向人口和长锥体结构,分离效率高于PDC型。