旋风分离器两相流动数值模拟研究进展

介绍了旋风分离器的结构与工作原理,综述了国内外旋风分离器两相流场的数值模拟研究进展,对研究过程所用的研究方法进行了描述,分析比较了研究成果。提出了今后旋风分离器内流场研究的重点和发展方向。     

旋风分离器旋风长度的分析计算

认为当分离器外旋流中损耗的能量(即外旋流向内旋流传递的总能量)与内旋流旋转能量达到平衡,即内外旋流之间能量的传递达到稳定状态时,旋转气流到达旋涡尾端位置。由此,采用分离器内压降定量表征能量的损耗,推导得到旋风长度的计算公式。考察了排气管直径、入口尺寸、排气管插入深度、入口浓度、分离器长度、排尘口直径等因素对旋风长度的影响。将该公式计算结果与实验测量值进行对比,结果表明,该公式能较好地反映各因素对旋风长度的影响趋势,且数值差别较小。该公式通过旋风分离器能量传递的特性推导,具有明确的物理意义,适用性较强。     

旋风分离器自然旋风长的影响因素

自然旋风长为旋涡尾端到排气管下口截面的轴向距离。旋涡尾端是复杂的湍流动力学现象,对旋风分离器内颗粒返混、壁面磨损、料腿结垢和堵塞有重要影响。目前,学者们将自然旋风长的影响因素主要归结为筒体直径、入口面积和排气管直径3个方面,忽略了其他结构参数及操作参数的影响,故经验公式的准确性及适用性较差。笔者对旋风分离器内部能量传递过程进行分析,阐述旋涡尾端的存在机理,并实例说明自然旋风长经验公式的局限性与不足,总结了筒体的高/径比、锥体尺寸等几何参数,以及入口速度、入口浓度等操作参数对自然旋风长的影响,以期为旋风分离器高度的设计优化提供参考。     

再生器外旋风分离器支架的设计

外旋风分离器支架设计时,根据承受重量的不同可选用悬臂式或三角形式支架结构。但无论选用哪种形式,都应对其补偿“外旋”与再生器之间膨胀差的能力进行计算。笔者在文中介绍了设计计算中的有关考虑。     

旋风分离器的改进与发展

旋风分离器的分离效率是炼油厂催化剂消耗的关键，并直接影响炼油厂的经济效益。本文介绍了针对提高分离效率和使用寿命，以及减少结焦等方面，对其结构、材料及衬里等进行的改进。     

各种旋风分离器流量与结构尺寸关系探讨

旋风分离器是一种成本低、效率高、可靠性高的颗粒和液滴捕集设备，它的可靠性在于没有运动部件，而且能在非常恶劣的操作环境下运行．旋风分离器被广泛用于轻工业和重工业，既可以设计成分级器，又可以设计成分离器。本文通过分析不同的旋风分离器模型，得到结构尺寸与流量之间的关系。     

带扩散锥旋风分离器降阻的实验研究

１　前　言带扩散锥的旋风分离器是化工、冶金、采矿等行业应用较为广泛的一种分离器，由于它的倒锥体及锥体下部的反射屏，减少了粉尘返混和灰斗上部的卷吸夹带，从而使除尘效率达９０％～９５％，但这种分离器的主要缺点是压降较高［１］。因此，降低压降的研究有实际价值。本文将文献［２］的减阻方法，应用于带扩散锥的分离器中，同样也取得了较为满意的结果。２　试验装置及测定条件试验流程如图１所示。开启风机，将试验用粉尘称量后通过弹簧加料器经风管送入分离器，捕集的粉尘进入灰斗间歇出料称量，气流则经分离器出口管由风机排出…     

FCCU旋风分离器壳体断裂失效的原因分析

针对目前FCC装置旋风分离器壳体和拉杆出现的断裂问题,依据气固两相流会诱发振动引起金属材料疲劳破坏的观点进行了分析.被分离的气固两相流进入旋风分离器后,在旋风分离器内形成的不稳定旋转和不稳定下料会产生低频脉动压力.这种脉动压力施加在旋风分离器壳体上形成了旋风分离器系统振动的激振力,诱发了旋风分离器系统发生共振响应,形成较大的交变应力,最后导致壳体和拉杆的高应力部位和高变形部位的疲劳断裂.预防这种断裂失效的措施应该是对旋风分离器系统进行结构改进,使其结构的固有频率远离激振力的频率,避免共振发生,不需要对旋风分离器壳体材料进行更换.     

各种旋风分离器流量与结构尺寸关系探讨

旋风分离器是一种成本低、效率高、可靠性高的颗粒和液滴捕集设备,它的可靠性在于没有运动部件,而且能在非常恶劣的操作环境下运行,旋风分离器被广泛用于轻工业和重工业,既可以设计成分级器,又可以设计成分离器。本文通过分析不同的旋风分离器模型,得到结构尺寸与流量之间的关系。     

各种旋风分离器流量与结构尺寸关系探讨

旋风分离器是一种成本低、效率高、可靠性高的颗粒和液滴捕集设备,它的可靠性在于没有运动部件,而且能在非常恶劣的操作环境下运行。旋风分离器被广泛的用于轻工业和重工业既可以设计成分级器;又可以设计成分离器。本文通过分析不同的旋风分离器模型,得到结构尺寸与流量之间的关系。     

高压气体除尘旋风分离器的结构与性能研究

对比研究了三种高压旋风分离器的结构及分离性能。发现在相同气速下,压力容器式旋风分离器外旋流处的切向速度高于另外两种分离器,中心涡核处轴向速度低于其余两种分离器;相同条件下的冷模对比试验显示,压力容器式旋风分离器的效率较另外两种分离器高1%~2%;压力容器式旋风分离器不仅结构简单,而且拥有较好的结构强度和分离性能,适合高压工况下应用。     

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     

离心式旋风分离器性能试验

操作参数是影响离心式旋风分离器分离性能的主要因素.通过试验的方法对离心式旋风分离器开展研究,发现流量变化对分离效率和压力降的影响较大,随入口流量增加,压力降呈近线性增加趋势;且流量增大有利于气液充分分离,但流量过大分离效率呈下降趋势,其最佳流量为200～350 m3/h;入口浓度对分离效率和压力降影响较小,随入口浓度增加,分离效率和压力降略有增加.     

油页岩旋风分离器分离性能的试验研究

通过实验室冷态模型试验,测定PV型高效旋风分离器对油页岩颗粒的分离性能,考察入口气速、排气管直径对分离器分离效率的影响,并对比研究旋风分离器对油页岩和滑石粉两种不同物料的分离效率差别.结果表明:同一旋风分离器对不同物料的分离效率差别显著;对油页岩分离效率最高的分离器入口气速比对滑石粉分离效率最高的分离器入口气速低许多;...     

焦化塔顶油气分离用旋风分离器分离性能实验研究

为了研究颗粒入口数量对旋风分离器分离性能的影响,以延迟焦化工艺的焦化塔顶油气除焦为背景,在一套旋风分离器冷模实验装置上,研究了不同焦粉颗粒入口质量浓度和入口体积流量对单切、双切2种旋风分离器总分离效率、粒级效率和压降的影响。实验结果表明,2种旋风分离器的总分离效率均随入口质量浓度的增大而升高,随入口体积流量的增大先升高后降低;2种旋风分离器粒级效率均随颗粒粒径的增大先降低后升高;2种旋风分离器的压降均随入口体积流量的增大而升高,但随入口质量浓度的增大而降低。当入口体积流量为85 m³/h、入口质量浓度为30 g/m³时,单切旋风分离器最佳总分离效率在98.89%,压降为710 Pa,临界粒径为6μm;入口体积流量为95 m³/h、入口质量浓度为24 g/m³时,双切旋风分离器最佳总分离效率在99.16%,压降为1 110 Pa,临界粒径为3μm。     

旋风分离器性能计算方法的优选

旋风分离器的结构虽简单,但内部的两相流动和分离机理很复杂,对许多影响因素只能进行定性的分析。文章对不同结构的PV型旋风分离器在不同入口气速和不同含尘浓度下的性能进行了试验,将试验结果与采用现有的几种计算方法得到的计算结果进行了比较及理论分析,从而推荐出优先应用的计算方法。     

颗粒碰撞团聚对旋风分离器分离性能影响研究

采用自行设计的旋风分离器试验装置,通过循环加料的方法验证了旋风分离器内颗粒碰撞与团聚现象的存在,研究了入口含尘质量浓度、入口气速、操作温度等操作条件改变而导致的颗粒碰撞与团聚现象的变化对旋风分离器分离性能的影响规律。研究发现,颗粒团聚有利于细颗粒的分离;旋风分离器气固分离主要由离心力和颗粒团聚双重因素控制,对粗颗粒主要考虑离心力作用分离,对细颗粒主要考虑团聚作用分离。在研究分析基础上建立了包含离心力作用和颗粒碰撞与团聚作用的新的气固分离模型。     

E型旋风分离器在沉降器中的应用

结合实际应用，通过与其他型式的旋分器的对比阐述了Ｅ型旋分器的独特结构和优点，并就旋分器的结构参数对分高效率的影响问题进行了分析。