旋风分离器压降及分离效率计算模型

介绍了旋风分离器的基本工作原理和主要用途,以及旋风分离器的主要改进与发展方向,叙述了旋风分离器压降和分离效率的理论计算模型,并对不同模型进行了相应的分析及比较。对未来旋风分离器的应用和性能进行了展望,认为未来旋风分离器的改良将向着在标准旋风分离器上添加额外部件的方向发展,改进型旋风分离器将打破旋风分离器技术不能有效分离5μm以下粒径颗粒的传统限制。     

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.     

旋风分离器内筒减阻装置的试验研究

以理论研究为基础,通过冷模试验研究了不同操作条件下旋风分离器压力损失的变化规律,开发设计了一种针对旋风分离器的内筒高效减阻装置,并对安装内筒减阻罩的旋风分离器的阻力损失和分离效率进行了试验研究,探讨了不同入口风速、不同固气比条件对旋风分离器的性能影响.对结果进行了理论分析,结果表明:对于相同规格的旋风分离器,内筒减阻罩能起到优化旋风分离器阻降且把分离效率控制在合理数值范围内的作用,不同风速,不同固气比条件下,内筒减阻罩的最大减阻幅度为43.36％,而分离效率最大降幅只有8.78％.     

旋风分离器入口结构改进及其对“短路流量”的影响

常规切向进口旋风分离器的气流进入旋风分离器后必定要经过排气芯管外壁和筒体内壁之间,因此不可避免会使得相当一部分气流没有经过分离空间而直接从排气芯管底部排出(短路流量),这也是影响旋风分离器分离效率的重要因素之一。在前人工作的基础上,对旋风分离器的进口结构进行了改进:使得旋风分离器的入口具有一定截面角,并借助数值计算技术,分别对传统的和具有一定入口截面角旋风分离器内的三维流场进行了数值模拟,计算了芯管底部的"短路流量",结果表明:进口具有一定截面角可以明显减小芯管底部的"短路流量",这对改善旋风分离器的分离效率具有重要的实际意义。     

高温旋风分离分级效率的理论计算及其分析

旋风分离器是高温除尘技术中优先考虑的预除尘设备。以平衡尘粒模型以及相似理论原理分析为基础,给出了该分离器高温旋风分离的分级效率的计算方法,对反映其在高温状态下分离特性的参数分割粒径dc50和分布指数m进行了分析。以Stairmand高效旋风分离器为例,分级效率的理论计算结果与高温旋风分离的试验值进行了比较对照。     

旋风分离器的计算机模拟与设计

在对不同效率和压降模型进行分析的基础上 ,建立了旋风分离器的模拟和设计模型。基于该模型开发了用于旋风分离器校核、模拟和设计的计算机程序 ,该程序包含了效率模型、压降模型和分离器结构数据 ,可用来进行串并联组合旋风分离系统的模拟和设计计算。通过实例表明 ,该程序具有较高的准确性     

聚丙烯旋风分离器数学模型及工业应用

分析研究了聚丙烯旋风分离器(S502)的特点,根据其特点建立了旋风分离器数学模型,推导出旋风分离器的计算方法,采用工业数据进行了计算分析,该模型具有实用价值,为聚丙烯旋风分离器(S502)的研究、设计提供了理论依据。     

旋风分离器速度分布指数及压降计算通用模型

建立了计算旋风分离器压降及速度分布指数的通用计算式。只需根据不同结构旋风分离器的进出口结构,确定相应的阻力系数及进口速度校正值,即可进行压降及速度分布指数计算。对常用的一些旋风分离器的计算对比表明,本模型优于其它计算式。     

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%.     

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。     

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。     

用旋风分离器进行微细粉分级的可行性

根据流体力学理论分析阐述了利用改进旋风分离器进行微细粉分级的可行性。充分的预分散和良好的预分级对提高旋风分离器的分级精度和分级效率非常重要。     

丙烯腈反应器新型两级旋风分离器大型冷模试验研究

针对丙烯腈装置扩能的要求 ,分析了用新型两级旋风分离器取代原三级旋风分离器的必要性 ,采用PV型和PV E型旋风分离器组成新型两级旋风分离器。根据旋风分离器尺寸分类优化设计法 ,设计了一种工业尺寸规模的两级旋风分离器 ,并将它和Ducon型三级旋风分离器在冷态条件下进行了对比试验。结果表明 ,新型两级旋风分离器不仅性能优异 ,而且结构简单、占据空间小、工作可靠 ,适合现有丙烯腈装置扩能改造的需要。     

一种特殊进口导流管的新型高效旋风分离器

本文基于对现有旋风分离器流场的分析,提出了一种具有特殊进口导流管能抑制上涡流干拢的新型高效旋风分离器,该旋风分离器具有结构简单、分离效率高及操作弹性大的特点。并利用电子计算机进行回归计算,建立了压降及分离效率的关联式。     

结晶山梨醇粉碎系统中关风器排料阀的改造

根据结晶山梨醇的物理特性,对实际生产中出现的结晶山梨醇粉碎系统旋风分离器分离效率低下、关风器电机频繁过载等问题的原因进行了分析,通过对关风器排料阀进行改造,解决了电机过载问题,提高了旋风分离器分离效率。     

旋风分离器进气管角度对其分离效率和流场分布模拟的影响

选用RNG k-ε模型,对旋风分离器内部流场进行了模拟分析,比较了进气管相对筒体在不同偏转角度下对旋风分离器分离效率和压力场分布的影响。将模拟结果与给定条件下旋风实际性能需要进行对比,结果表明:入口管的偏转角度在0°~10°之间将可能实现其分离效率和压降综合性能的最优化。     

旋风分离器进气口尺寸对甲基氯硅烷单体合成的影响

通过对60 kt/a甲基氯硅烷单体生产装置中4种不同进气口尺寸旋风分离器的运行数据分析,结合理论计算,对不同工况下各种生产现象产生的原因及对工业生产的影响进行了讨论。结果表明,旋风分离器进气口尺寸影响合成的含尘气体的进气速度,使流化床反应器系统压力、旋风分离器本身压力降、除尘效率等发生变化影响实际生产。当旋风分离器进气口面积一定的情况下,适当增加进气口宽度,可以获得较高的粒级效率。由于原料颗粒粒径较小,旋风分离器的进气速度应该控制在12~25 m/s。旋风分离器较佳的尺寸是高度450 mm、宽度200 mm,进气速度16.6 m/s。     

旋风分离器防磨减阻性能机理研究

为了提高旋风分离器的防磨减阻性能,运用计算流体动力学方法研究了常规和防磨减阻旋风分离器的防磨减阻机理。结果表明:常规旋风分离器容易发生严重的局部冲蚀,而防磨减阻旋风分离器冲蚀磨损区域较为均匀。在同一粒径下,防磨减阻旋风分离器的壁面冲蚀磨损远小于常规旋风分离器。两者的壁面冲蚀磨损速率随粒径增大而逐渐增大,当粒径大于15μm时,冲蚀磨损速率变化不大。两者的压降损失随着入口速度的增加而增大,当入口速度为15 m/s时,防磨减阻旋风分离器的压降为297 Pa远小于常规旋风分离器的821 Pa。防磨减阻板不会改变旋风分离器的流场特性,分离小粒径颗粒效率略小于常规旋风分离器,但粒径大于5μm时,防磨减阻旋风分离器具有很高的分离效率。     

旋风分离器分离效率数值模拟研究

求解旋风分离器内部流场分布以及揭示分离性能的影响因素具有重要意义。对旋风分离器内部流场建立数学描述,运用数值计算方法对其进行求解,进一步得到分离效率的影响因素。计算结果表明,固相颗粒的入口浓度愈大、速度愈大,分离效率愈高;固相颗粒粒径愈大,分离效率愈高;分离器排气管直径愈小、筒体直径愈小,分离效率愈高。     

不同数量并联微旋风分离器分离性能影响研究

为了考察不同并联旋风分离器的分离性能,运用计算流体力学(CFD)软件对由不同数量、直径为30mm的微旋风元件构成的并联分离器性能特征进行了数值研究。结果表明,当微旋风元件入口气速一致时,增加微旋风元件数量,虽然各并联分离器对5μm以下、中位粒径3.5μm颗粒的总分离效率基本相同,但对3μm以下颗粒的分级效率有所下降;组合分离器灰斗中排尘管间间距减小,微旋风元件内切向速度分布几乎不变,中心轴向速度下降,排尘管尾端气流更加紊乱;随着微旋风元件数量增加,各组合分离器微旋风元件排尘管段旋流稳定性系数S_v沿轴向逐渐增大,微旋风元件内旋流稳定性变差。