水力旋流器分离细颗粒的试验研究

介绍了用于细颗粒分离的水力旋流器的基本结构形式及主要结构参数。并针对旋流器雷诺数、分流比、旋数等无因次参数对压力特性的影响进行了细致的试验研究,找出了这些参数与欧拉数和压降比的相互关系。所有试验均在不含气的条件下进行。结果表明,随着雷诺数、分流比和旋数的分别加大,水力旋流器的压力降呈增加趋势,压降比则呈下降趋势。另外,针对当量直径45μm尿素复合颗粒进行了分离特性研究。结果表明,随着雷诺数的加大,分离效率逐步提高,但并非雷诺数越大越好;对于分流比,则只在低雷诺数时有利于分离效果的改善;旋数分别为9、16和29的实验结果表明,旋数16的总体效果为最优。     

水力旋流器分离性能实验研究

本文对水力旋流器结构参数变化对其处理能力、分流比、浓缩倍数等的影响作了全面的试验研究，为水力旋流器的设计、制造提供了参考。     

新型入口对石膏旋流器工作性能的影响

针对火电厂石膏旋流器分级效果不理想的问题,设计具有分离块和隔板的新型入口,以改善石膏旋流器的工作性能。采用Fluent软件,应用Reynolds应力模型(RSM)与离散相模型(DPM)模拟新型入口中不同粒度颗粒的运动情况,模拟结果表明:随颗粒粒径增大,颗粒的运动半径与运动距离均增大,不同粒径颗粒在新型入口内能实现初步分级。对普通入口与新型入口石膏旋流器分别进行性能实验,获得不同工况下生产能力、出流浆液密度以及旋流器分级效率等指标参数,经比较可知,采用新型入口后,石膏旋流器底流质量浓度明显增大,10～30 μm石膏颗粒的分级效率有显著提高,最大增幅可达15%,同时,6 μm以下石膏颗粒的底流夹细现象也有一定程度的改善,但由于入口段流动阻力增大,生产能力略有下降。     

旋流分离工艺对溢流污水处理的效能研究

采用旋流分离工艺对高岭土配水、底泥配水以及溢流污水的处理效果进行了研究,结果表明,旋流分离工艺对污染物的去除效率随进口压力的增大而增加,进口压力的稳定性直接影响旋流分离器的处理效果。生产试验研究表明,压力式旋流分离工艺对初期溢流污水的CODCr、SS平均去除率分别可达35.2%和47.4%,有效削减了初期溢流污水中污染物的排放量。     

流化床反应器过程强化技术

Fluidized beds enable good solids mixing, high rates of heat and mass transfer, and large throughputs, but there remain issues related to fluidization quality and scale-up. In this work I review modification techniques for fluidized beds from the perspective of the principles of process intensification (PI), that is, effective bubbling sup-pression and elutriation control. These techniques are further refined into (1) design factors, e.g. modifying the bed configuration, or the application of internal and external forces, and (2) operational factors, including altering the particle properties (e.g. size, density, surface area) and fluidizing gas properties (e.g. density, viscosity, or velocity). As far as two proposed PI principles are concerned, our review suggests that it ought to be possible to gain improve-ments of between 2 and 4 times over conventional fluidized bed designs by the application of these techniques.     

气液固三相流化床反应器测试技术

在简述已有三相流化床测试技术的基础上,着重对近年来开发的测试新技术的基本原理及优缺点进行了分析,包括光纤探头技术、超声探头技术、放射颗粒跟踪技术、X射线颗粒跟踪测试技术、颗粒图像测速技术、电容层析成像技术、激光多普勒测速技术和相多普勒测速技术等,同时,展望了三相流化床测试技术的新方向.     

油井采出液预分水用轴向水力旋流器的实验研究

高含水油井采出液的高效预分水是目前油气集输处理领域面临的关键难题之一,轴向水力旋流器因具有结构紧凑、分离效率高等优点而得到了国内外的广泛关注。本文针对自主研发的油井采出液预分水用轴向水力旋流器开展了室内实验研究。与切向水力旋流器对比,轴向水力旋流器不仅分离效率更高,而且油出口处的油滴聚结长大近1.8倍,在分水率高于50%的情况下,水出口处的含油浓度低于1000mg/L;轴向水力旋流器压降较低,且压降比与分流比呈线性相关。分流比、含水率和流量对分离性能均有显著影响,其中分流比的变化直接影响油核的大小和稳定性,室内样机的最佳分流比为0.45,当含水率为90%、处理量为1.00m³/h时分水率与含油浓度分别为62.9%和432.8mg/L;含水率高于75%时分离性能良好;室内样机的最佳流量为1.50m³/h。自主研发的轴向水力旋流器不仅满足性能要求,而且在操作弹性、可控性方面较切向水力旋流器均有一定的提升。     

水力旋流器的研究现状和发展趋势

随着对污水处理需求的不断变化,水力旋流器的研究及应用也越来越广泛。介绍了水力旋流器的工作原理和发展历史,概述了国内外对其分离过程的理论研究以及所面临的难题。并从结构参数优化、内部流场模拟和应用技术拓展等3个方面总结了水力旋流器的研究现状,最后展望了水力旋流器的发展趋势。     

旋流分离过程强化新技术

旋流器作为一种典型的非热物理分离设备,具有结构简单、分离效率高、处理能力大、运行和维护成本低等技术优势,在石油、化工、环保、采矿等众多领域中获得了广泛的应用。随着旋流分离过程强化技术的发展,旋流分离精度也从毫米级发展到微米级、纳米级甚至是离子分子级。本文围绕旋流分离过程强化的科学原理和工程应用,介绍了旋流分离过程强化新技术方面的研究进展。系统总结了由一维点到二维面,再到三维体的旋流场连续相流场测试方法,介绍了基于微流控技术和高速摄像技术的适用于检测快速螺旋迁移颗粒运动速度的同步高速运动分析（S-HSMA）系统,以及基于该系统发现的旋流场中颗粒高速自转等新现象。旋流自转已经实现从现象发现到工程应用的突破,本文还介绍了基于颗粒高速自转的旋流吸收、旋流萃取、旋流脱附等分离强化过程新原理以及气泡强化废水旋流除油、颗粒排序强化微细颗粒旋流分离、多孔颗粒旋流自转除油等旋流分离过程强化新方法及设备。     

油-水旋流分离器计算流体力学模拟效果分析

油-水旋流分离器是一种新型的水力旋流设备之一。在石化等行业中显示出越来越广泛的应用前景。掌握旋流分离器内液体的流动特性对旋流分离器的应用是非常重要的。利用计算流体力学（CFD）软件对其流体的分析是分析方法之一。通过CFD对油-水旋流分离器内流态的三维数值模拟,发现这种研究方法存在一定的局限性和不完全性,如所采用的迭代次数就对液分离器的模拟效果有著明显的影响。     

微小流化床流化特性分析

在内径4.3, 5.5, 10.5, 15.5, 20.5和25.5 mm的6个气固微小流化床中,考察了石英砂和不同粒径的催化裂化催化剂的流化特性. 研究了流化床尺寸、颗粒及流化介质物性对微小流化床床层压降及最小流化速度的影响. 结果表明,不同颗粒及流化介质的微小流化床床层压降实验值均小于计算值. 传统的压降关联式不能直接用于微小流化床. 其最小流化速度随床径减小呈指数增大,在高径比1:1~3:1范围内,最小流化速度随料高增大近似呈线性增大,其增大速度随床径增大而变缓. 基于实验数据得出了微小流化床最小流化速度的关联式.     

(气)-液-固循环流化床的研究进展

液-固(L-s)和气-液-固(G-L-s)循环流化床与传统流化床相比具有许多优点。但对L-S和G-L-S循环流化床的研究报道与气一固循环流化床相比较少。由于新加工过程和生物技术的兴起．拓宽了L-S和G-L-S循环流化床的应用新领域。为了理解和掌握这两种液相循环流化床的流动特性,对其近期的研究进展进行了回顾,并对其在生物化工中的应用前景进行了展望。     

Fluidization Characteristics of a Fine Magnetite Powder Fluidized Bed for Density-Based Dry Separation of Coal

Gas-solid fluidized bed separation technique is very beneficial for saving water resources and for the clean utilization of coal resource. The hydrodynamics of 0.15–0.06 mm fine Geldart B magnetite powder were experimentally and numerically studied to decrease the lower size limit. The results show that the static bed height should be controlled near 300 mm (e.g., 300–350 mm). The bubble size, amount, and frequency of the fine particle bed are smaller than those of the bed containing 0.3–0.15 mm large Geldart B particles, thus leading to a higher bed activity. The pressure drop and density of the fine particle bed are uniform and stable, which indicates a good fluidization quality. Furthermore, simulated results are consistent with experimental data, which indicates the correctness and effectiveness of the simulations. The superficial gas velocity should be adjusted to not more than 1.8U _mf for the fine particle bed. Additionally, wide size range magnetite powder, which contains 94.23 wt% < 0.3 mm particles with a 0.3–0.06 mm particles content of 91.38 wt%, was used in an industrial scale modularized demonstration system for 50-6 mm coal density separation. The ash content of feed coal was reduced from 55.35% to 14.67% with a probable error, E, value of 0.06 g/cm^3.     

生物流化床的类型及特点

介绍了各种用于废水处理的生物流化床,对其结构组成、特点、适用范围及处理效果进行了分类阐述,重点总结了好氧流化床与厌氧流化床的发展概况,并指出了今后进一步研究与应用生物流化床的努力方向。     

压载水旋流器结构因素对分离性能影响分析

随着全球贸易和船舶运输的发展,压载水对环境的影响越来越大。水力旋流分离设备是压载水净化的重要固液分离设备。本文使用计算流体力学,建立数学模型模拟压载水旋流分离过程,模型包括多相湍流雷诺应力模型RSM、处理气液界面的自由表面多相流动模型VOF、处理固体颗粒运动规律的离散相模型DPM。通过数值模拟计算柱段长度、底流口直径和溢流口直径这几个关键因素对旋流器内部流场和分离效率的影响,获得了各个因素对分离效率的影响规律：柱段长度变化对旋流器分离效率的影响不大;底流口直径对旋流器压力降的影响不明显,但对分流比的作用比较大;溢流管直径的增大有助于降低能耗和增大溢流口流量,但随着溢流管直径的增大,分级粒度变大。这些规律为高效旋流分离净化压载水奠定了基础。     

气固搅拌流化床的床层压降

通过测定搅拌流化床的压降与表观气速的关系，研究了搅拌转速和桨叶形式对流化状态的影响。发现水平搅拌桨叶更有利于破碎气泡，增强气固接触；垂直桨叶则趋于诱导气泡的产生与长大。在流态化阶段，床层压降保持定值，该定值与搅拌转速和叶片形式没有关系。     

Improvement of hydrocyclone separation performance by incorporating a conical filtering wall

In this work, the performances of conventional hydrocyclones have been compared with a new configuration, known as filtering hydrocyclone. This non-conventional solid–liquid separator consists of a hydrocyclone whose conical section is replaced by a conical filtering wall. Thus, during the operation of these devices, besides the underflow and overflow streams, there is another stream of liquid, resulting from the filtrate produced in the porous cone. The experimental and CFD results, obtained in 25 different configurations of both conventional and filtering hydrocyclones, show that the performance of hydrocyclones is significantly influenced by the replacement of the conical section of the conventional device by a conical filtering wall. The separation performance and the capacity can be enhanced with the filtering hydrocyclones, as compared with similar conventional.     

快速流化床的整体模拟

工业应用中的快速流化床一般不能直接对固相速度进行调控,属于B类操作.本文采用一维双流体模型与存料量方程相结合的方法可以计算B类操作时的上升管内具有浓、稀两相特征的轴向空隙率分布,模拟与实验结果较为吻合.     

离心流化床初始流化状态的研究(Ⅰ)基本理论

通过简化求解离心流化床连续介质模型基本控制方程,获得了初始流化速度、压力、空隙率、空隙气速、床层膨胀和床层压降的计算方程式。理论预报的临界流化速度和床层压降与实验结果吻合得很好。揭示了离心流化床随流速增大由表面逐层初始流化;流化后各半径处流化程度不同。理论分析还表明气体压缩性的影响随着床体转速的增大而增大。