石油化工设备节能技术的进展(续)

五、各种节能单元设备竞相开发 以下简述部分单元设备的技术进展: 1.静态混合器 表12示出迄今开发的主要静态混合器的结构特点。静态混合器的直径尺寸可小至10     

SULZER SMX型静态混合器内部流场数值模拟

采用CFD方法,应用Fluent6．3．26软件对SMX型静态混合器内流场的流动及传热特性进行了数值模拟。通过对不同层流状态计算结果的对比分析可知,SMX型静态混合器对流体有良好的混合和强化传热能力。数值模拟得出,随着雷诺数的增大,流体的压降增大,摩擦因数减小,流经某一截面的流体平均温度降低,传热系数增大;与2个板片的模型相比,4个板片的模型在流动特性上略差,在传热特性和混合方面要强一些。用CFD方法计算的SMX型静态混合器内的流场可为高效SMX型静态混合器内流场的设计提供参考依据。     

静态混合器的特性和应用

本文简述静态混合器的种类、特点和应用实例。同时较为详细地介绍了凯尼斯型静态混合器的特性、原理和构造,以及设计准则、制造与安装。     

SH型和SL型静态混合器

在试验室条件下测定了SL-20/40型(L=960毫米)和SH-Ⅱ-40型(L=320毫米)静态混合器的混合性能。对于混合塑料珠与水,两种型号混合器的相对标准偏差σ/σ_0都小于1%;对于混合玻璃珠与水,其σ/σ_0分别为2.56%和1.05%。 国外的SMXL型静态混合器,当L/D=24时,σ/σ_0=3.5%。国内研制的SL型静态混合器与之相似。     

聚合物驱用高效静态混合器内部结构优化研究

针对聚合物驱应用的静态混合器对聚合物溶液剪切作用降解大、混合效果差的缺点,研制了一种新型组合式静态混合器,满足了聚合物母液与稀释水混合过程的技术要求。试验结果表明:聚合物溶液的降解率随着静态混合器混合单元数目的增多而增大,混合不均匀度随着静态混合器混合单元数目的增多而减小;现场聚合物溶液流量范围在2.89~3.88 m3/h条件下,组合式静态混合器与X型静态混合器相比平均黏损降低了2.42个百分点,混合均匀度提高1.73个百分点,可以满足聚合物驱的配注要求。     

SX型静态混合器在蜡脱油装置上的应用

本文介绍了 SX 型静态混合器在蜡脱油装置上的应用情况,提出了进一步考察和应用混合器的设想。     

SDS聚苯乙烯生产工艺

瑞士Ｓｕｌｚｅｒ兄弟公司、大日本油墨化学工业株式会社和住友重工业株式会社已联合开发出一项新的苯乙烯聚合工艺，称之为ＳＤＳ工艺。该工艺已用于通用和高抗冲聚苯乙烯的生产。它的独到之处就是采用了Ｓｕｌｚｅｒ兄弟公司的ＳＭＸ型静态混合器，ＳＭＸＬ加热型静态混合器，尤其是采用了ＳＭＲ聚合型静态混合态。ＳＭＲ聚合型静态混合器具有单位聚合釜体积换热面积大及均匀的聚合温度和聚合速度分布。     

静态混合器内气泡直径研

含气量很小时 ,气液两相在SMV型静态混合器内形成了稀疏的湍流气泡流 ,利用照相法测量了气泡的直径 ,统计分析表明气泡大小服从对数正态分布。根据平衡流模型模拟得到气泡流平均湍能耗散率和Kolmogoroff Hinze理论 ,计算得到的气泡最大直径与实验值吻合的较好。     

静态混合器水力参数的计算方法

以往现场上使用的静态混合器大多数是从化工行业移植过来的,多属于纯机械分割式的,对聚合物粘度的降解作用过大。为解决这一问题,设计了一种新型静态混合器,并通过试验对该静态混合器的粘损状况和混合程度进行了检验。其结果表明该静态混合器符合现场要求。为使该静态混合器能够在现场顺利推广,本文介绍了旋流与分割相结合式静态混合器在推广使用时所需水力参数的计算方法,并根据理论计算和试验结果绘制了各种在施工设计过程中所需要的曲线,从而为现场进行施工设计提供了理论依据。     

SMV型静态混合器的三维数值模拟

利用CFD软件模拟了SMV型静态混合器内的流场,计算了压力降,分析了其强化传热的特性。通过对流场的分析,首次从数值的角度揭示了SMV型静态混合元件使流体产生径向流动、壁面冲刷和沿壁面作周向流动使流体微团旋转是改善管内传热的三大因素。计算了平均对流传热系数和流动阻力系数,与已有的实验值进行比较后验证了计算结果的可靠性,拟合得到了具有较高相关性的传热准则数方程。通过局部传热系数的计算得到了SMV型静态混合器的传热入口段长度。与空管情形进行比较表明,SMV型静态混合器的传热系数比空管提高了约3.7倍。     

苏尔士静态混合器压力降性能的研究

以水和煤油为介质研究了１５种不同型式的苏尔士静态混合器（ＳＭＶ型）的流体力学性能，得出了不同流动介质下的阻力系数与雷诺数的关系曲线，拟合成数学关系式，分析了苏尔士静态混合器结构参数对流体力学性能的影响。本文对苏尔士静态混合器中的两相流动也做了初步研究。     

加氢空冷器入口静态混合器混合效果数值分析

采用Fluent软件中的Mixture模型和标准湍流模型,对加氢空冷器入口管道系统孔板式静态混合器的混合效果及其影响因素进行了数值分析。结果表明:多相流在流经静态混合器时,会形成反向的涡流,增强流体径向间的扩散。在现场实际工况下,混合效果的持续距离约为5.8 m。当流速处于2～4 m/s内,提高流速,混合效果明显增强。当流速高于6 m/s时,混合器的有效作用距离趋于稳定,对流速的变化不再敏感;当静态混合器的长径比为3.04、混合器管径与孔板直径的比值约为3.83、孔板倒角为45°时,混合效果最佳。     

D型系列静态混合器

D型系列静态混合器系大连石油化工公司与金县混合器厂研制的一种新型高效节能设备, 已经广泛地用于包括润滑油加工在内的石油化工领域,作为两种或两种以上物料混合、乳化、吸收、萃取、中和、反应及强化传热的设备。D型系列静态混合器由DK、DS、DH、DJ等型混合     

静态混合器强化传热研究和应用

本文概述了国内外对SMV、SMX、SMXL,Kenics、Hi型五种静态混合器强化传热性能的研究;介绍了各自的传热准数关联式和与空管传热性能的比较;讨论了强化传热的机理,并列举出若干静态混合器强化传热性能的应用实例。     

基于FLUENT对SWX型静态混合器的研究分析

通过Pro/E软件进行SWX型静态混合器结构和流体模型的三维建模,并基于ANSYS Workbench下的FLUENT模块进行研究分析,采用标准的κ-ε数学模型对在湍流状态下的静态混合器进行流场、速度场、压力场和传热特性的数值模拟,研究静态混合器内流体的流动特性和混合机理。结果表明:流体沿轴向流动时由于混合单元的存在,使得均为匀速的流体出现了速度的分化,流体的轴向最大流速约为径向流速的1.3倍、周向流速的1.7倍,说明流体受到混合单元的阻扰产生径向和周向运动,使流体不断进行分散、分割和重组等形式的变化,而流体经过第3、4个混合单元后基本达到稳定状态,流速区域的分割也相对稳定;另外,流体流量的高低以及混合单元组的数量直接影响到混合器内压降的大小;最后,通过对比分析证实了静态混合器具有较强的传热特性,为SWX型静态混合器的应用、设计、安装提供了参考依据。     

D型系列静态混合器的性能和应用

本文介绍了国内D型系列静态混合器,特别是DK型混合器的制造,以及在对其水力学性能、混合性能、乳化性能等的研究中取得的成果。同时简介了初步应用的情况。     

SMV型静态混合器的试验研究

建立了空气-水套管式换热器的试验台,分别测量、计算了空管和SMV型静态混合器的管内对流传热系数,后者比前者提高了4.36倍。通过建立与之具有相同尺寸的模型,在合理的近似工况下,数值模拟了空气在SMV型静态混合器内的流动与传热。与试验数据的比较发现,数值计算具有相当的可靠性。     

海上平台聚合物溶液分流型预混器研究

海上油田聚合物驱油过程中,高浓度聚合物母液与高压水混合所使用的静态混合器的混合效果很大程度上影响着采油效率。海上平台空间和承重有限,为了使静态混合器实现高浓度聚合物母液和高压水的高效混合,研制了一种分流型预混器。基于计算流体力学理论,通过数值模拟和现场试验研究了流体在管道内的流动情况及混合效果,并与平台现场高浓度聚合物母液和高压水在三通中预混的效果进行了对比。研究结果表明:高浓度聚合物母液和高压水在分流型预混器出口端0. 60 m内可实现高效混合;现场平台静态混合器前加装分流型预混器后聚合物溶液混合均匀度提高了14. 29百分点。该分流型预混器可以满足海上平台聚合物驱的配注要求。     

国内外信息

可降低压力降75％的新型静态混合器据美刊介绍,由Chemineer公司开发的Ken-ics HEV型静态混合器已获得美国专刊(专利号:4929088)。该混合器只有管径的1.5倍长,既节约了空间,又能获得有效的混合,在同等混合程度情况下其压力降比惯用静态混合器要少75％以上。它对所有的低粘度液—液混合以及气—气的混合,如烟道气、焚烧炉导道气、炼厂气和很低压力下的其它气相的混合都是适用的。在非圆形管内也可安装应用。(熊)     

超声空化对SK型静态混合器传质传热的影响

为了研究超声空化对静态混合器传质传热的影响,以SK型静态混合器为研究对象,运用FLUENT软件对混合器内浓度场、温度场进行数值模拟。模拟结果表明:在超声空化的作用下,流体的混合速率有了大幅提升,传质过程得到显著加强;混合流温度实现均一的过程也有所缩短,传热效率得到提高。