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。     

天然气净化用多管旋风分离器的分离性能

为了系统评价天然气净化用多管旋风分离器的分离性能,在线测量了入口气速6~24 m/s、入口颗粒浓度30~2000 mg/m3范围内多管旋风分离器的分离效率和分级效率. 结果表明,多管旋风分离器的分离效率和分级效率都随入口气速和入口颗粒浓度增大而提高. 与单管旋风分离器相比,在相同实验条件下,多管旋风分离器的分离效率下降2%~15%;单管旋风分离器基本能除净粒径大于10 mm的颗粒,而多管旋风分离器只能去除15 mm以上的颗粒. 多管旋风分离器的压降主要是内部单管旋风分离器的压降,占整个压降的80%~90%.     

天然气聚结过滤器气液分离性能的实验研究

为了系统地评价天然气聚结过滤器的气液分离性能,采用两种加入液滴方式,获得较大范围的液滴粒径分布,液滴中位粒径分别为8.7、40.0μm,在流量为94~220m3/h范围内进行实验研究,并通过Winner318B激光粒度仪对出口粒径进行在线测量。实验结果表明:压降会随加液时间发生变化,液滴粒径对分离效率的影响显著;当流量为94~182m3/h、入口液体浓度为30~75g/m3时,气液分离效率随着气体流量和入口液体浓度的增加而增大,当流量超过220m3/h时,分离效率迅速降低;分离器出口处粒径大于8μm的液滴基本除尽。     

分离层数对多层分离结构旋风分离器性能的影响

为提高旋风式油气分离器在变工况下的分离效率,提出了多层分离结构的旋风分离器,对该结构的分离性能进行了数值模拟和实验研究。在入口气速较大时(12～13 m?s?1),三种不同分离结构的旋风分离器分离效率基本相同,但对于出口处直径为2～5μm的小油滴数量,具有三层分离结构的旋风分离器的比单层分离结构的旋风分离器减少了77.2%～51.0%;在入口气速较小时(7～8m?s?1),具有三层分离结构的旋风分离器分离效率比单层分离结构的旋风分离器提高约24.1%。在所有测试工况下,三层分离结构的旋风分离器的压力损失比单层分离结构的旋风分离器降低了35%～45%。上述研究结果表明,三层分离结构的旋风分离器压力损失小,低负荷时分离效率高,高负荷时对较小油滴分离效果好,即三层分离结构的旋风分离器在变工况时均保持较高的分离性能。     

大孔径高气速单孔气泡形成

在内径为190mm的鼓泡塔内,研究了空气-去离子水系统在大孔径高气速条件下的单孔气泡形成。考察了五个不同的孔径,分别为4、8、10、15及21mm,孔口气速范围为0.8~154.8m·s^-1。以CCD摄像记录气泡的形状及尺寸,根据气泡长径比的变化,得到气泡初始形态转变时的临界孔口气速：当孔口气速低于20m·s^-1时,孔口气泡近似于球形,长径比小于1.1;当孔口气速大于50m·s^-1时,气泡呈现椭球形,长径比大于1.5。并对气泡尺寸与孔径及孔口气速进行关联,所得关联式对孔径大于3mm、孔口气速在10~80m·s^-1范围内所形成的气泡尺寸预测效果较好。     

IGCC粗煤气除尘用径向进口旋风分离器的性能研究

针对IGCC特定的工艺条件,开发了一种新的JLX型径向进口旋风分离器,并采用滑石粉和粉煤灰作为试验物料,通过冷态试验考察了其压降和分离性能。结果表明:分离效率随着进口浓度的增加而升高,但当进口气速较大时,分离效率随着进口浓度的增加而降低;当排气管下口直径比为0.375、进口气速为25m/s、进口浓度为10g/m3时,对滑石粉分离效率可达到99%,对粉煤灰分离效率可达到97%。对粒径10μm以上的粉煤灰粉尘颗粒,JLX旋风分离器基本都脱除。     

旋风分离器结构优化实验研究

为了在降低旋风分离器压降的同时维持较高的分离效率,设计了一种新型旋风分离器。采用弧形导流板分隔进气的入口结构、渐扩型排气的出口结构、加长型的筒体和锥体的结构,有锥顶过渡段的灰斗结构,并匹配了合理的尺寸。为了验证新型分离器的性能,将新型结构的旋风分离器与基准PV型分离器进行了并联对比实验。以空气为实验介质,实验粉料为滑石粉,在入口气速为14. 2～21. 2 m/s、入口含尘浓度为0. 01 kg/m~3时,同时测量了新型分离器与PV型分离器的效率和压降。对比实验结果表明,相对于基准PV型分离器,新型旋风分离器的平均压降降低了21. 91%,且分离效率基本保持不变。     

叶片式入口分离器气液流动及分离性能数值模拟

叶片式分离器是一种较新颖的气液两相流设备的入口分离及布气装置。为了给设计提供指导,本文采用离散相模型对其中的气液两相流动过程进行模拟,并通过分离效率测试对计算模型进行了验证;在此基础上研究了气速、液滴粒径、叶片倾角及流道入口宽度对分离性能的影响。结果表明:叶片式分离器具有良好的气液分离性能,对于粒径大于50μm的液滴分离效率能够达到85%以上,增大气速和液滴粒径有利于提高叶片式入口装置的分离效率;综合考虑分离效率和压降,叶片倾角宜设置为5～8°;在现有流道宽度设计建议的范围内,减小流道宽度可显著提高小液滴分离效率,但阻力也将增加。     

旋风分离器内气相流场的相似模化分析（Ⅰ）流动参数

基于数值模拟方法分析了流动参数变化对旋风分离器内气相旋转流流场模化特性的影响。选择直径φ300 mm的旋风分离器为计算模型,在入口气速0.5～30 m·s^-1、气体温度293～1273 K和操作压力0.1～6.5 MPa范围内,分析了流动参数变化对流场量纲1速度分布相似性的影响,考察了常规参数模型与高参数原型之间的流场模化关系。模拟结果表明,流动参数变化后,虽然旋风分离器内旋转流流场仍呈现准自由涡与强制涡分布形态,但流场的量纲1速度分布不能保持完全恒定和相似,存在着一定的变化。然而当入口速度高于20 m·s^-1,或压力高于3.0 MPa时,流场量纲1速度可以基本保持恒定,不再随流动参数变化而改变,Euler数与Reynolds数不相关,近似处于流场的自模区;当温度超过1000 K后,Euler数基本不受Reynolds数变化的影响,流场也可以保持相似性。最后从能量损失的观点,讨论了Reynolds数和Euler数之间的相互关系,分析了流动参数对旋风分离器气相旋转流流场自模特性作用的机理。     

低入口浓度下微旋风分离器的试验研究

设计了公称直径75mm的微旋风分离器,在低入口浓度下对其进行试验研究.结果表明,该微旋风分离器的分离效率随着流量的增加先上升后下降,并随入口浓度的增加而上升,在雾滴平均粒径为31 μm、流量为56Nm3/h、入口浓度为12.4mg/L时,分离效率在78.3％以上,适用于加氢裂化工艺中循环氢的脱硫处理.笔者根据实验数据还...     

Experimental investigations on a cyclone separator performance at an extremely low particle concentration

In order to evaluate the influence of extremely low particle concentration on separation performance of cyclone separator, the overall collection efficiencies and grade efficiencies of a cyclone separator with particle concentrations of 5-2000 mg/m³ and inlet velocities of 6-30 m/s have been investigated under ambient temperature and atmospheric pressure conditions. Aerosol spectrometer based on measuring particle number is used to measure the particle concentrations and particle size distributions of the inlet and outlet of the cyclone separator. The overall efficiency is equal to the ratio of the particle concentration difference between the inlet and outlet of the cyclone separator to the inlet particle concentration. The grade efficiency is obtained by comparing the particle size distributions of the inlet and outlet of the cyclone separator. The effects of particle concentration on separation performance are predicted by Smolik empirical model. Particle agglomeration, which has been found in the inlet and outlet of the cyclone separator, has a very important influence on the collection efficiencies and grade efficiencies of the cyclone separator at the particle concentration of 5-2000 mg/m³. The cut sizes for different inlet gas velocity with extremely low particle concentration can be quantitatively calculated by Barth model, Mothes and Loffer model and Muschelknautz model, respectively. Experimental results show that the overall collection efficiencies and grade efficiencies increased with the increasing particle concentrations and inlet velocities, and most of the particles with the diameter bigger than 10 μm can be removed by cyclone separator.     

旋风分离器高温流场的实验测量

引言 对旋风分离器内流场的认识是研究其分离过程的基础.长期以来,人们对旋风分离器内流场的结构、速度分布等进行了大量的测量和分析,认识到旋风分离器内是一个三维强旋旋湍流场.     

气固环流燃烧器内颗粒流动行为

针对石油焦及气化余焦的燃烧特点和流态化特性,提出了一种采用气固密相环流烧焦与快速床管式烧焦技术相组合的新型燃烧器结构。在不同操作条件(导流筒区表观气速0.772～1.674m.s-1,环隙区表观气速0.223～0.519m.s-1,装置系统的颗粒外循环强度40.8～229.4kg.m-2.s-1)及两类颗粒体系下,采用光纤测量仪对组合燃烧器环流段内颗粒流动特性进行了系统的实验研究。结果表明,两类颗粒体系的固含率和颗粒轴向速度在导流筒区、底部区和颗粒分流区床层内沿径向的分布规律为中心区小、边壁区大的环-核型分布,体现了气固流化床典型聚式流态化的非均一性特征;在环隙区,受环流段结构的影响,两类颗粒体系的固含率和颗粒轴向速度参数沿床层径向的分布相对较均匀;混合颗粒体系的固含率、颗粒轴向速度较单一石英砂颗粒体系的要小,细颗粒的加入在一定程度上能改善气固混合的均匀程度;两类颗粒体系在底部区和颗粒分流区的径向流动具有剪切破碎气泡的作用,有利于环流段内气固的充分混合接触。     

高入口浓度下PV型旋风分离器的分离效率计算

基于Muschelknautz 分离模型,以PV型旋风分离器为对象,针对高入口浓度的分离效率的计算,将旋风分离器分离空间的气固分离过程划分为2个区域,提出了串级分离模型。当入口浓度大于临界入口浓度时,旋风分离器内有器壁附近的颗粒支配区和中心区域的气体支配区。颗粒支配区内颗粒速度大于气体速度,颗粒夹带气体沿器壁螺旋下行进入灰斗被全部捕集,形成了颗粒的一级分离;气体支配区内气体速度大于颗粒速度,气体携带颗粒做旋转运动进行离心分离过程,形成了颗粒的二级分离。旋风分离器总的气固分离过程是一级分离和二级分离的叠加。通过高入口浓度的实验对串级分离模型进行了验证,基于串级分离模型给出的PV型旋风分离器的分离效率与实测值较吻合。研究表明旋风分离器临界入口浓度对总效率的计算影响较大。串级分离计算模型包含了结构参数和气、固相物性等参数,具有很好的通用性,可以满足PV型旋风分离器的工程计算和设计要求。     

超滤与泡沫分离内耦合应用于表面活性物质浓缩分离的实验研究

Membrane separation and foam separation are widely used separation techniques.To make use of their advantages,membrane separation and foam separation were integrated to dispose waste water with low concentration of linear alkylbenzene sulfonate（LAS）.A method of forcing bubbles through a single hollow fiber ultrafiltration tube was put forward to study the separation efficiency of the integrated process.The effects of pressure,gas-liquid ratio and LAS concentration on the separation efficiency were investigated.Under the conditions of pressure 0.03—0.1 MPa,gas-liquid ratio 0—0.9,and LAS concentration 0—70 mg·L^-1,the membrane permeate flux was raised from 26.5 to 38.6 L·m^-2·h^-1,increased by 48.6%,and the retention rate was raised from 37.0% to 64.9%,increased by 75.5%.The results show that the integrated process can reduce the concentration polarization and membrane fouling.Moreover,this method reduces the back-mixing of foam separation and increases the concentration of bulk liquid phase for foam separation.Therefore,the integrated separation promotes mass transfer and improves separation efficiency.     

增湿温度与气体流速对PEMFC阴极流道内液态水分布及排水影响

通过直条单流道可视化PEM单池研究了阴极流道内液态水的传递行为,给出了液态排水与流道进、出口压降间的直接关系。结合可视化与压降测量,开发一种评价流道内液态水积累及排出的新方法,考察了增湿温度与气体流速对流道内液态水分布及排水的影响。随着增湿温度提高,存水区域由流道下部向进口扩展。对于给定流道,存在一特定流速。在该流速下液滴临界直径与流道尺寸相当,流道内液态水积累最严重。在本实验条件下,该特定流速为2 m·s^-1。为了及时排出液态水,气体流速不能低于3 m·s^-1。     

基于粒子图像测速技术的流浆箱阶梯扩散器性能试验

采用粒子图像测速(PIV)系统对两种出口段型式阶梯扩散器的内流场进行了测试,得到了多种流量工况下阶梯扩散器轴向水平截面的速度分布、阻力损失及阶扩处空化等情况。测试结果表明,入口浆速为8～24m.s-1时,出口段横向速度分布在长径比为3～5时达到均匀,随后圆管出口段横向速度分布再由均匀发展到不均匀,而方管出口段的横向速度在达到均布后,后续流动没有明显不均匀的横向速度分布。入口浆速越大,对纤维的解絮越有利,但随着入口浆速的增大,流动阻力急剧增加,阶扩处空化区域增大,故在纤维充分分散的前提下,入口浆速以不超过空化的临界浆速为宜。研究表明,方管出口阶梯扩散器更适用于高速纸机,适当高的浆速和合适的形状尺寸是获得定量均匀、匀度好纸张的保证。     

PSC100型旋风单管多相分离性能的实验研究

为研究流动参数对多相分离性能的影响,选用PSC100型旋风单管在常温常压下进行性能实验研究。结果表明:在气固液三相分离实验中,液相和固相分离效率比单独的气液、气固两相实验中液相和固相的分离效率分别增加1%、5%;液相分离效率受固相进料浓度的影响不大,固相分离效率受固相进料浓度的影响较大;在气液分离实验中,分离效率随入口流量的增大出现一个极大值,为99.6%。