旋风分离器分离性能的数值模拟与分析

以XLPB-5.0和XCX-5.0两种旋风分离器为原型,采用CFD软件对这两种旋风分离器进行了流场与分离效率的数值模拟,初步探讨了入口蜗壳形式与芯管结构对分离效率的影响。模拟结果显示:旋风分离器内流场呈各向异性分布特点,切向速度是影响分离效率的首要因素,径向速度的存在会造成"流场短路"现象,使轴向速度呈不对称分布,导致分离效率的降低。轴向速度与径向速度的共同作用促使颗粒在旋风分离器内做螺旋运动;XLPB-5.0和XCX-5.0的分离效率分别为92.55%和94.96%,与实验结果基本吻合,且不同芯管参数下XCX型的分离效率比XLPB型高;螺旋式入口蜗壳(XCX-5.0型)对旋风分离器上部流场的影响相比直流式入口蜗壳(XLPB-5.0型)复杂;对于两种旋风分离器,随着芯管直径的增大,分离效率逐渐变小;随着芯管深度的增大,分离效率先增大后减小。     

分离气/固料流的旋风分离器

旋风分离器用于从气流中分离出固体颗粒。尽管旋风分离器在工业上差不多已应用了一百年,然而至今尚不能完全计算出流动过程.本文述及了包括分离状态、临界粒子尺寸、旋转产生以及压力损失的分离过程理论、描述了通过空气动力学的计算获得的在分离效率、能源费用和投资费用参数方面的最佳旋风分离器。旋风分离器的分离效率和能源费用的实质问题是结构类型和操作条件.本文还讨论了工业上使用的旋风分离器.     

旋风分离器的选型计算

旋风分离器是指采用离心沉降的原理对气流中所含固体颗粒或液滴进行分离的设备,工业中一般采用标准旋风分离器的结构比例参数进行旋风分离器的设计,通过实际项目中选用的旋风分离器的具体数据,总结出进行旋风分离器选型计算所需要的参数、所采用的具体计算方法和步骤。     

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。     

流化床内旋风分离器设计与运行中的几个问题

旋风分离器是利用旋转的含尘气流所产生的离心力,将固体颗粒从气流中分离出来的一种气—固分离设备。由于其结构简单、使用方便、制造及维护费用较低,因此大量地用于石油、化工、煤炭、冶金、轻工等工业,以及三废治理、环境保护等方面。 旋风分离器虽结构简单,分离机理又是依靠颗粒受到比重力大几百甚至几千倍的离心力来达到分离目的的。但旋风分离器内部的气流流动是相当复杂的,属于三维二相的湍流运动。 流化床内旋风分离器是流化床反应器内的关键设备。它不仅关系到气—固分离的效果,而且影响流化床的流化质量。由于旋风分离器在流化床反应器内不是单独的存在,它根据气—固分离的效率要求,以及反应器处理气量的不同,常     

流化床催化剂回收设备存在问题的探讨

工业流化床回收催化剂微粒大都采用旋风分离器。常用安装在反应器内的单个或多组并联的两级旋风分离器。内旋风分离器合理的安装位置应使一级入口高于沉降分离高度,因为先把沉降分离的大部分颗粒靠自由降落分离出来回床层,留下来的就少了,使分离的负荷减轻,     

R—S型旋风分离器的开发及在干燥过程中的应用

Ｒ－Ｓ型旋风分离器是在对旋风分离器出口管研究的基础上,充分利用气流的旋转能。开发出的一种由返流式旋风分离器在直流式旋风分离器优化组合的新结构。试验结果表明,该设备在压降相近的条件下,分离效率优于二级串联的旋风分离器,与三级串联旋风分离器的分离效率盯近,而压降仅为它的６０％。工业应用实践表明,在漂粉精生产装置中,该设备可取代脉冲布袋除尘器、用作振动流化干燥造粒装置尾气的粉尘捕集设备,捕集效率达９８％     

天然气脱蜡旋风分离器分离效率的模拟

旋风分离器分离效率高,不易堵塞,用于天然气脱蜡效果显著。通过CFD软件Fluent模拟CYG-S型天然气脱蜡旋风分离器的两相流场,得到了旋风分离器内的压力、切向速度、轴向速度分布。对比了不同入口速度下的模拟与理论计算的分割粒径x50,发现具有很好的吻合度,两相模拟有一定的可靠性。结果表明：在旋风分离器锥段底部靠近壁面处的石蜡液滴质量浓度较高;随着进口流量的增加,旋风分离器分离效率提高,当进口流量为1000 m3/h时,x50可以达到5.3 μm;大粒径液滴的分离效果明显,但在所研究的进口流量范围内,进口流量的变化不能明显地影响粒径小于5 μm液滴的分离效率;柱段和锥段长度的增加使得旋风分离器的整体长度增加,延长了液滴在旋风分离器内的停留时间,提高了旋风分离器的分离效率。     

切流返转式旋风分离器的改进设计探讨

旋风分离器能够通过固态、气态两相流体的高速旋转运动,基于离心力使固体颗粒通过气流中进行分离。因为旋风分离器的结构比较简单、成本低、操作方便,并且能够应用到生态环保等行业中的除尘、分离装置,其在化工、能源、建材、矿山、炼油、食品等方面中广泛使用。为了提高旋风分离器的使用效果,本文对切流反转式旋风分离器改进进行分析。     

流化催化裂化装置旋风分离器的研究及分离效率的优化

首先从旋风分离器的分离原理及影响分离效率的诸多因素入手,对提高旋风分离器分离效率进行了研究和探讨,最后提出了在FCC装置设计过程中,反再两器中的两级旋风分离器分离效率优化的一些建议和方法,三级旋风分离器的一些实际问题的解决方法以及四级旋风分离器安装过程中的一些注意事项。     

环流循环除尘系统分离柱内旋风流场的基本分析

环流循环除尘系统是旋风分离技术上的一个重要突破,它成功地解决了用旋风分离器高效捕集亚微米粉尘(≤2μ)的问题,同时还具有压降低、操作弹性大等优点。而分离柱作为环流循环除尘系统的主要组成部分,对分离效果起着重要的作用。因此,对分离柱内部流场进行系统的研究十分必要。文章从柱坐标下理想流体的N-S方程和连续性方程出发,对环流循环除尘系统分离柱内旋风流场进行了系统的理论分析,推导出分离柱内理想流体的径向速度、切向速度和轴向速度的基本表达式,并将计算值和试验值进行了比较。研究结果表明,所采用的数学模型和计算公式是可行的。     

下料管处漏风导致旋风筒分离效率降低幅度的影响因素研究

对因下料管处漏风导致旋风筒分离效率降低幅度变化的各种影响因素进行了试验研究。研究结果对于改进膨胀仓调整翻板阀安装位置小下料管处漏我导致旋风筒分离效率降低幅度,从而提高实际生产过程中旋风筒的分离效率具有指导意义。     

采用Adomian逆算符方法对环流循环除尘系统分离柱内旋风流场的分析

由柱坐标系下的Navier-Stokes方程出发,建立了环流循环除尘系统分离柱内旋风流场的数学模型,利用对求解非线性微分方程非常有效的Adomian分解法——逆算符方法对流场进行求解,给出了三维流速(径向、切向和轴向)的解析表达式。     

显著提高细粉捕集效率专利技术的研究与应用

从分析现行技术单出风口旋风分离器三大先天缺陷入手,阐述导流口可调式双出风口旋风分离器专利技术要点,并以实验室测试数据和生产实例进行了详细说明.     

Effect of inlet particle arrangement on separating property of a cyclone separator

Different arrangements of particles on the inlet section exert different effects on the separation property of a cyclone separator. Sorting classifier with different heights was connected in series with a conventional cyclone, positive rotation cyclone, and reverse rotation cyclone respectively, to investigate the effect of particle arrangement on the separation property and inner flow field. Results indicate that the implementation of a sorting classifier increases the pressure drop and energy consumption of a cyclone separator. The taller the sorting classifier, the larger the flow is. The energy consumption in positive rotation cyclone is closer to that in reverse rotation cyclone. Meanwhile, the tangential velocity in inner flow field is higher and the separating property is enhanced. The reverse rotation cyclone relieves the fishhook effect, whereas the positive rotation cyclone eliminates such effect. The reverse and positive rotation cyclones demonstrate an improved separating property for particles smaller and greater than 1 μm, respectively. Moreover, the reverse rotation cyclone demonstrates superior overall separation, but the positive rotation cyclone demonstrates a greater classification effect than the reverse rotation cyclone.     

螺旋片导流式分离器分离性能的数值模拟与试验研究

应用计算流体力学（CFD）方法对不同结构参数的螺旋片导流式气液分离器在湍流状态下的流体流动场进行了数值模拟,研究了螺旋个数和螺距对螺旋片导流式气液分离器分离性能的影响,并与试验测定结果对比,由此验证基于数值模拟方法设计螺旋片导流式气液分离器分离效率的可行性与准确性.分析结果表明,数值模拟结果与试验数据基本一致,可以作为螺旋片导流式气液分离器设计的有效工具.     

FCC内置式四旋分离系统内气固两相流场的数值研究

通过数值模拟的方法,采用RSM湍流模型对FCC内置式四旋分离系统内气固两相流场进行了研究.研究表明,四旋灰斗底部存在错流,不利于排料;储料罐顶部平衡管泄气有利于四旋排料,但同时增加了颗粒逃逸的概率,降低分离系统效率;分离系统内颗粒运动轨迹包括灰斗捕集、排气管逃逸及平衡管逃逸,控制颗粒在平衡管逃逸可通过在储料罐内添加锥形挡板结构实现;四旋环形空间顶部与灰斗底部锥段颗粒浓度较高,易对四旋内壁产生磨损;内置式四旋分离系统优点在于不存在催化剂跑损问题.     

旋风分离器有无灰斗对气相流场动态特性的影响

旋风分离器底端的排尘口依据气固分离工艺的要求分别采用有灰斗或无灰斗结构。但灰斗是否存在对旋风分离器内部流场影响的研究尚显不足。为此，采用热线风速仪对排尘口有灰斗和无灰斗的旋风分离器气相流场的切向速度进行了测量。结果表明旋风分离器内旋转流具有较强的不稳定性，表现为瞬时切向的速度低频高幅值波动变化。灰斗的存在进一步导致了排尘口附近瞬时切向速度的强烈波动。通过对瞬时切向速度的频谱分析表明，有灰斗结构的旋风分离器瞬时切向速度有2个主频，分别是存在于整个空间的全空间主频和出现在锥体下端排尘口附近区域的局部主频。无灰斗结构的旋风分离器仅有1个全空间主频。全空间主频是气体旋流中心围绕旋风分离器几何中心摆动造成的，而局部主频是灰斗气体回流造成的。灰斗气体回流主频与全空间旋转流摆动的主频叠加形成了锥体下端排尘口附近区域瞬时切向速度的2个主频。     

聚氯乙烯生产工艺废水处理装置的优化改造

针对聚氯乙烯生产工艺废水中氯乙烯含量高的问题进行了相应的技术改造,更换板式换热器为螺旋板式换热器,更换浮子流量计为电磁流量计,并在废水进水口增加了分离罐优化与改造后,废水处理装置运行平稳,达到了排放要求。