环流式旋风除尘器内流场的数值模拟

采用 CFD 模拟软件 Fluent 6.2 提供的雷诺应力模型(RSM)对环流式旋风除尘器内的流场进行了数值模拟研究.并与热线热膜风速仪实验测试结果进行了比较.模拟结果与实验结果基本吻合.结果表明:环流式旋风除尘器特殊的流路设计,避免了内外旋涡的相互干扰,增强了旋转速度,规整了流形,减小了强湍流对性能的影响,消除了旋风除尘器易产生的短路流和二次返混,提高了除尘效率,降低了设备的压降.通过对影响除尘器性能的局部涡进行分析,为进一步优化结构提供了参考依据.     

环流式旋风除尘器在合成氨造气系统中的应用

本研究工作测试了环流式旋风除尘器的分离效率和压降。结果表明，环流式旋风除尘器处理量大，操作稳定，放大效应小；工业环流旋风除尘器与常规型旋风除尘器相比，用于合成氨造气系统除尘的效率提高了15％，压降降低了40％左右。     

单双切向环流式旋风除尘器的比较

以粉煤灰 空气为实验物系 ,测定了单、双切向环流式旋风除尘器的除尘效率和压降。实验结果表明 ,双切向环流式旋风除尘器的除尘效率比单切向环流式旋风除尘器的除尘效率有所提高 ,压降比单切向环流式旋风除尘器的压降低 2 0 0Pa ,处理量有所增大     

环流式旋风除尘器内颗粒运动的数值模拟

采用CFD软件Fluent提供的雷诺应力模型（RSM）和随机轨道模型,对环流式旋风除尘器内颗粒运动轨迹进行了数值模拟研究。预测了不同粒径颗粒的运动轨迹和分离效率。结果表明：颗粒在环流式旋风除尘器内的运动路径比常规除尘器长;特殊的流路设计,避免了常规旋风除尘器易产生的上灰环和颗粒短路问题,使除尘效率大幅度提高;除尘器内颗粒运动有较强的随机性,尤其对于小颗粒,受气流湍动影响显著。对不同粒径颗粒分离效率的预测表明：环流式旋风除尘器的分割粒径为1．25μm。     

环流式旋风除尘器的结构改进与优化

研究开发出的环流式旋风除尘嚣,其结构为同轴双套筒形式,含尘气体从内筒下部进入,大部分由顶部直接排出,克服了一般旋风除尘器流动线路长的缺陷.依据总体研究思路初步确定除尘器结构尺寸及导流件结构,由大涡模拟结果对内部构件进行优化,并结合实验测试,确定最佳内构件结构和最佳操作条件.实验结果表明环流式旋风除尘嚣与DⅢ型旋风除尘器相比,具有压降低、分离效率高、操作弹性大等优点.     

环流式旋风除尘器的工业应用

本研究工作在实验室研究的基础上 ,对环流式旋风除尘器进行工业放大 ,并对工业环流式旋风除尘器的分离效果和压降进行了测试。工业应用表明 ,环流式旋风除尘器处理量大 ,操作稳定 ,放大效应小 ;工业环流式旋风除尘器与常规型旋风除尘器相比 ,用于合成氨造气和复合肥车间干燥窑炉除尘的效率提高了 15 % ,压降降低了 4 0 %左右     

环流式旋风分离器旋进涡核的数值分析

采用雷诺应力模型对环流式旋风除尘器中三维非稳态流场进行了数值模拟计算.分析了环流式旋风分离器中旋进涡核的频率及幅值沿径向和轴向的变化规律.比较了环流式旋风分离器与 DⅢ型旋风分离器中旋进涡核的特征参数.结果表明:环流式旋风分离器与 DⅢ型旋风分离器相比,环流式旋风分离器中的旋进涡核平均波动频率降低了58%,最大波动幅值减少26%.     

环流循环除尘系统的开发(Ⅰ)除尘系统的性能

针对亚微米粉尘的除尘开发出了环流循环除尘系统.实验测试了环流循环除尘系统、环流式旋风除尘器、常规型除尘器的效率和压降.结果表明,环流循环除尘系统对分子筛的除尘效率达到了97%以上,分割直径d50为0.33～0.65μm,明显地高于B型和环流式旋风除尘器,压降小于3000Pa,只比B型旋风除尘器的单台压降高60%左右.     

蜗壳式旋风分离器全空间三维时均流场的结构

采用激光多普勒测速系统（LDV）对蜗壳式旋风分离器全空间内三维湍流的时均流场进行了实验测定与分析,重点讨论了灰斗、环形空间和排气管的流场特点.分离空间内时均流场是外侧准自由涡与内侧准强制涡的典型结构.环形空间的入口部位有多个纵向二次涡,其他大部分空间顶部出现纵向二次环流,切向速度和径向速度的分布呈现非轴对称性,入口气量沿高度分布不均匀.灰斗的顶部也存在纵向二次环流.排气管内轴向速度分布与分离空间内的分布形态迥异.     

环流式旋风除尘器在灰融聚流化床粉煤气化炉中的配套设计及应用

针对环流式旋风除尘器在灰融聚流化床粉煤气化炉中首次应用时需进行配套设计的问题,介绍了灰融聚流化床粉煤气化技术特点、工艺流程;论述了环流式旋风除尘器配套灰融聚流化床粉煤气化炉的工作原理、工艺参数、配置方式、耐磨衬里;总结了采用配套设计后环流式旋风除尘器的应用效果。     

环流式旋风除尘器在煅后焦装置的应用

中海石油炼化有限责任公司惠州炼化分公司40万吨煅后焦装置采用旋风除尘器对冷却机烟气进行除尘,该装置于2010年投用,2014年出现容易堵塞、分离效率低等问题,导致后续设备积灰严重、磨损大、检修频次高等后果。分析原旋风除尘器效率低下的原因,根据工艺特点,选择环流式旋风除尘器对原除尘器进行更换。该环流式旋风除尘器具有压降低、分离效率高、操作弹性大等特点。该装置在现场应用效果明显,回收效益显著。     

旋风流场的导流与整流

针对环流式旋风除尘器分离区内存在影响分离效率的涡流与非理想流动情况,提出在旋风除尘器内增设导流件以改进其性能,利用CFD大型流体模拟软件F luent6.2提供的雷诺应力模型(RSM)进行了数值模拟研究,优化了导流件结构,并进行了实验验证。模拟结果表明:增设导流件后,环流式旋风除尘器一次分离区内气流旋转更加规整,气流旋转圈数增加,流体的切向速度增大,有利于粉尘分离。实验结果证明:添加导流件后,除尘器分离效率由94%左右提高至96%左右,设备压降略有增加。     

防返混锥对旋风除尘器内二次流的抑制效果研究

旋风除尘器下部灰斗内存在的二次流会引起被捕集颗粒重新进入气流,进而导致旋风除尘器除尘效率下降。为有效抑制灰斗内二次流,采用内置防返混锥的手段,对不同防返混锥几何尺寸与安装位置的旋风除尘器进行两相流数值模拟。结果表明,内置防返混锥减少了灰斗内流场的切向、轴向速度及湍流强度,对旋风除尘器灰斗内二次流所引起的颗粒返混现象有显著的抑制作用。模拟结果推荐防返混锥最佳几何尺寸的顶角角度为80°,最佳安装位置为底面与锥口的垂直距离0.375B≤Bs≤0.5B。在入口速度为12 m/s时,与原结构相比,总除尘效率提高11.50%,压降增加8.29%。     

新型旋风除尘器的开发

研究者所开发的环流式旋风除尘器 ,其结构为同轴双套筒形式 ,含尘气体从内筒下部进入 ,基本上由顶部直接排出 ,克服了一般旋风除尘器流动线路长的缺陷 ,实验研究及工业放大均表明 :与同尺寸标准型旋风除尘器相比较 ,环流式旋风除尘器具有能耗低、分离效率高、操作弹性大等优点。     

冶金部安全技术研究所一连研究动态

为了提高旋风除尘器效率,防止旋风除尘器锥体气流在上升过程中夹带烟尘,该所试验了一种带回流管的旋风除尘器。回流管设在旋风除尘器锥体下侧面与顶部旁侧面(在进气管之上)之间。这样在旋风除尘过程     

环流式旋风除尘器分离超细硅胶颗粒的实验研究

将环流式旋风除尘器的器内增设了一个与筒体同心的内件,启用时,含尘气体从直筒段下部以切向方式进入除尘器内件,消除了常规除尘器顶部的灰环,分离区内不存在方向相反的内、外旋流,使气流能够保持稳定的旋转速度,减少了气流发生湍动的程度.将内筒为200 mm的环流式旋风除尘器用于超细硅胶颗粒的分离,在入口风速为30 m/s条件下,其切割粒径达到1.5μm.     

旋风除尘器环形空间流场的数值研究

运用计算流体力学软件FLUENT,对旋风除尘器内部流场进行了数值模拟,利用模拟结果对旋风除尘器入口不同位置气流在除尘器顶部的环形空间的轨迹进行了分析研究,探明了气流在环形空间的运动规律和基本特征,阐明了旋风除尘器顶部"尘环"形成的根本原因,指出了粉尘发生短路的原因和多发区域并在此基础上就除尘器的增效问题给出了改进方案。     

新型旋风-布袋组合式除尘器的除尘机理及数值模拟

介绍了旋风-布袋组合式除尘器的结构及除尘机理,建立了数值模型并进行了模拟。认为旋风一布袋组合式除尘器有利于简化除尘结构、节省占地空间、延长滤袋使用寿命、提高除尘效率,利用数值模拟可以指导并优化旋风一布袋组合式除尘器的设计。     

不同结构的旋风分离器二次涡的数值模拟和分析

以Stairmand旋风分离器、扩散式旋风分离器和环流式旋风分离器为研究对象,采用CFD软件Fluent提供的湍流雷诺应力模型(RSM),研究了内部构件对旋风分离器内二次涡的影响,模拟结果表明:环流式旋风分离器内部导流件有效降低了"上灰环"和"短路流",与另两种旋风分离器相比,筒体顶盖及排气管附近二次涡速度分别从23.6和32.1 m×s~(-1)降至10.2和25.7 m×s~(-1),湍动强度分别由2.38%和3.41%减弱到1.61%和2.39%,筒体顶盖涡流尺度的比例因数由0.25减小为0.11。扩散式旋风分离器的反射屏对于削弱"二次扬尘"现象和"颗粒夹带"的影响效果显著,与Stairmand旋风分离器相比,排尘口附近二次涡速度由25.1降至7.3 m×s~(-1),尺度的比例因数、湍动强度均显著降低。结果表明通过合理的增设内部构件对分离器内流场进行导流,可降低二次涡对于流场的影响。     

环流循环除尘系统的流场与性能

开发了环流循环除尘系统,建立了该系统分离柱内速度场模型,并结合大涡模拟对分离柱内的切向速度及静压分布进行模拟.测定了环流循环除尘系统分离柱内的静压场分布和流速场分布,并以分子筛-空气为实验物系测定除尘效率和压降.结果表明,流速场分布与模拟结果基本吻合.环流循环除尘系统的除尘效率接近布袋和静电除尘的水平,可用于除去工业窑炉烟气中的亚微米粉尘;压降仅比常规型除尘器的单台压降高60%左右.