页岩灰与催化裂化催化剂细粉旋风分离性能的对比试验研究

试验测定和对比页岩灰和流化催化裂化三旋灰(FCC三旋灰)的旋风分离器性能,考察入口气速、入口浓度对分离效率和分离器压降的影响.结果表明,在相同操作条件下,同一台旋风分离器上,粒度小于75 μm的页岩灰与FCC三旋灰的分离效率和分离器压降曲线差别显著;页岩灰的分离效率与分离器压降都明显低于FCC三旋灰,且入口浓度增大,页岩灰分离器压降的下降幅度高于FCC三旋灰;页岩灰分离效率最高的入口气流速度也低于FCC三旋灰.颗粒特性对旋风分离器的分离性能有明显影响,页岩灰和三旋灰的颗粒特性与形状差别是导致其旋风分离特性不同的一个基本原因;油页岩旋风分离器的设计应当考虑油页岩颗粒特性的影响.     

不同侧向入口旋风分离器流场数值分析

利用雷诺应力模型(RSM)对直切单入口、直切双入口、斜切单入口、斜切双入口、斜切螺旋面单入口、斜切螺旋面双入口6种不同侧向入口旋风分离器内部气相流场进行了计算分析。结果表明:双入口结构旋风分离器内部压力场和速度场具有更好的对称性与稳定性;仅改变入口斜切角度对旋风分离器内部速度场和压力场的分布影响不大;当本文中6种分离器内部具有相近的切向速度径向分布时,斜切螺旋面入口结构分离器压力损失减少约25%,入口所需总压降低17%,处理相同气体量的能耗约下降17%;斜切螺旋面双入口(XS-L型)分离器是一种综合性能比较优的旋风分离器。     

循环流化床锅炉用旋风分离器性能的实验研究

结合水煤浆流化-悬浮燃烧的特点,通过全面测定循环流化床锅炉用旋风分离器在不同操作参数下的分离效率,研究了入口气速、入口颗粒浓度、入口颗粒物性等对旋风分离器的压降和分离性能的影响规律。实验结果表明,影响旋风分离器分离性能的主要物性参数是颗粒的中位粒径、密度,在入口颗粒的中位粒径相差较大时分离性能主要受粒径的影响,而当入口颗粒粒径相差较小时密度对分离器分离性能的影响则更为显著。     

灰斗抽气对旋风分离器分离性能影响数值模拟研究

 利用计算流体动力学软件FLUENT对旋风分离器内气固两相流动特性进行三维数值模拟,模拟气相流场采用雷诺应力模型,应用随机轨道模型模拟湍流流场中颗粒的运动轨迹,同时给出了不同抽气率下旋风分离器的速度、压力分布,计算出旋风器分级效率,模拟结果与文献实验数据吻合较好.结果表明,灰斗抽气可以提高锥体内旋转气流切向速度,轴向速度减少能够降低气流携带颗粒返混能力,并减小排气芯管下口短路流,提高旋风分离器分离效率.对于给定的旋风分离器,抽气率应有一最优值.     

采出液中固相颗粒对三相分离器性能的影响

为研究采出液中固相颗粒对气液固三相分离器性能的影响,基于计算流体力学软件Fluent,模拟分析三元驱采出液内所含的固相颗粒粒度及含量变化对三相分离旋流器处理固相体积分数分布、速度场和除砂分离效果的影响。结果表明:入口固相颗粒粒度变化对其径向速度影响较大,呈线性影响关系,颗粒粒径越大,流向旋流器器壁的径向速度越大,粒径不同对切向速度和轴向速度影响较小;固相含量增加,旋流器固相质量分离效率呈先增大后减小的趋势。     

气化残炭细粉的流化和分离特性

以气化残炭细粉为原料,利用搭建的冷态实验装置对气化残炭细粉在提升管中的流化特性和在旋风分离器中的分离特性进行研究。结果表明:提升管表观风速大于0.5 m/s时,气化残炭细粉开始被大量夹带,提升管表观风速大于0.9 m/s时,气化残炭细粉能全部从提升管中输运;旋风分离器的压降随着入口颗粒浓度的增大先减小后趋于定值;实验测量和模型计算得到的旋风分离器分离效率吻合较好,并且旋风分离器的分离效率均大于97.5%,分离效率较大与气化残炭细粉的颗粒团聚和颗粒沉降有关。     

灰斗对旋风分离器气相流场的影响

本文采用fluent数值模拟的方法研究了中国石油辽河石化分公司聚丙烯装置在用旋风分离器内气相流场,将改造前和改造后两种结构旋风分离器内部流场进行了对比,研究发现,旋风分离器不设计灰斗时分离空间内最大切向速度减小,轴向速度中心上行流速度增大,旋转气流延伸到收料罐,大大降低了分离旋风分离器效率。     

高效、低阻分离器入口结构改进及测试分析

为了改进旋风分离器的分级除尘效率和压力损失等性能指标,通过对SLK型高效低阻分离器的分级过程和不同入口形式的旋风分离的颗粒切向速度和沉降速度的分析计算,重点研究SLK型分离器入口形式对旋风分离器内气流速度的影响及其对分级除尘效率和压力损失的影响,通过试制SLK样机并利用粉煤灰进行测试分析,定性验证SLK型分离器高效低阻的性能特点。结果表明:该分离器能获得较高的分离效率,并且压力损失比同型号分离器减小100～400Pa。     

旋风分离器内气固分离模型的研究进展

综述旋风器内气固两相分离模型相关理论研究进展的基础上,从固相颗粒物浓度的影响、固相颗粒物间的相互作用、实际分离过程中各因素的综合作用以及旋风分离器内部的气固两相流动等方面,分析和比较了各模型的建模思想和分析方法,并展望今后分离模型的发展趋势。     

新型旋风分离器的试验研究与流场分析

文章针对高温高压的条件对传统旋风分离器入口结构进行改进,提出了圆柱形径向插入、端面加导流板结构的新型旋风分离器结构。由冷态模型下对超细滑石粉和FCC催化剂颗粒的分离效率-压降对比试验结果表明,新型旋风分离器入口结构强度性能优良,虽然对超细粉料分离性能略有不足,但对大颗粒粉料的分离性能接近传统直切入口旋风分离器,可以满足要求。并且数值流场模拟结果表明,分离器压降与实验结果相一致。     

催化裂化装置旋风分离器工艺故障的原因分析

为研究催化裂化装置工艺参数的异常变化导致的旋风分离器故障或失效,以及由此导致的催化剂的大量跑损问题,对影响旋风分离器分离操作的工艺参数和催化剂跑损进行总结;分析入口速度、入口浓度、系统压力急速波动、料腿结焦堵塞、料腿出口排料不畅、催化剂物性影响工艺故障的参数。通过校核旋风分离器的参数可以有效地判断旋风分离器的故障原因和位置。     

基于CFD-DPM的旋风分离器结构设计优化

采用计算流体力学离散颗粒模型(CFD-DPM),结合响应曲面法,通过系列正交实验,对旋风分离器结构进行优化设计;考察旋风分离器的7个结构参数以及参数间的交互作用对其性能的影响。结果表明:对压降和分离效率影响最显著的结构参数为排气管直径,然后分别是入口高度、入口宽度、旋风分离器长度、排气管插入深度;入口尺寸与排气管直径对压降的影响存在很强的交互作用;旋风分离器长度与排气管插入深度、入口宽度与排气管直径、入口宽度与旋风分离器长度及排气管直径与旋风分离器长度对分离效率的影响存在较强的交互作用,其余因素影响不显著;通过对各结构参数的响应面进行优化,获得该旋风分离器在最小压降和最大分离效率时对应的几何结构参数。     

双锥旋流分离器内固-液分离过程的数值模拟

为了进一步认识双锥旋流分离器的固-液分离过程,利用基于计算流体动力学的多相流模型对直径100 mm双锥旋流分离器内粒径为5~50μm的颗粒的分离过程进行数值模拟,比较模拟所得颗粒的分离效率与实验结果的一致性。结果表明:粒径为5μm的颗粒进入内旋流后紧靠空气芯快速上升;粒径为25μm的颗粒进入内旋流后上升速度较慢,且在上升过程中逐渐远离空气芯;粒径为50μm的颗粒偶有进入内旋流的现象,但最终仍从底流排出;颗粒在分离器内的分布规律是,颗粒越小越趋向于分布于整个分离器内,随着粒径的增大,颗粒的分布先后出现浓度偏移及空间偏移,颗粒越大越趋向于分布于壁面附近及锥底部分。     

稳涡器提升旋风分离器性能的流场分析

为了提高旋风分离器分离效率,采用实验和CFD模拟相结合的方法,研究稳涡器的轴向位置对旋风分离器气固两相流动特性和分离性能的影响,探讨稳涡器抑制颗粒返混逃逸机制的形成。结果表明:稳涡器的设置降低轴线附近气流的轴向速度,加深气流的滞流程度,抑制颗粒的返混和逃逸,强化返混颗粒的二次分离作用,提高颗粒的分离效率;稳涡器轴向位置较高时,排尘口截面的通流面积小,下行气流阻力大,运行压降大;当稳涡器顶部与排尘口等高时,轴线附近的轴向速度降幅最大,返混逃逸颗粒数量减少25%～50%,分离效率最高。     

直切单双进口旋风分离器流场及颗粒分离特性的数值模拟

采用计算流体力学(CFD)方法对Stairmand高效旋风分离器气相流场进行数值模拟,获取旋风分离器不同截面上的切向和轴向速度分布,与试验结果进行比较,两者能够较好吻合;采用此方法对直切单双进口旋风分离器颗粒分离的过程进行数值模拟。结果表明:双进口型改善了单进口型流场的不对称性,在进气量相同的条件下,双进口型的切向速度增大,径向速度明显减小,粒径分离效率提高了6%~30%。     

旋风分离器在冷镦机油雾处理中的应用探讨

借助计算流体力学软件Fluent,探讨旋风分离器分离冷镦机产生的油雾的可行性。运用雷诺应力二次压力应变模型和离散相随机轨道模型对旋风分离器进行数值仿真,分析了流场、颗粒轨迹、油雾内PM2.5分离效率。结果表明:旋风分离器可作为冷镦机油雾处理的初级分离设备。     

旋风分离器减阻杆对流场的影响

在研究发现旋风分离器减阻杆的基础上，研究了减阻杆对流场的影响，发现了减阻杆使切向速度分布趋于平缓、轴向速度上升峰值内移、径向上压力梯度减小、轴向上中心区从逆压梯度变为顺压梯度等重要规律，从而为分析旋风分离器减阻杆的减阻机理提供了依据。同时本文还首次发现旋风分离器入口附近有近２４％的短路流量，提出设法减小这部分短路流量是提高分离效率的一个研究方向。     

多效旋风分离器压降的实验研究

为了有效提高新型多效旋风分离器对粒径为0.1~3μm颗粒的分离效率,获取该设备的阻力性能,采用实验方法研究该新型多效旋风分离器压降与进口气速的关系,并与Lapple型旋风分离器进行比较。结果表明:进口风速为5~30m/s时,主体直径为0.25m的多效旋风分离器总阻力系数为7.29,其中,一级和二级预分离螺旋管的阻力系数分别为1.04和1.73;主体的阻力系数为4.52。直径为0.25m的Lapple型旋风分离器的阻力系数为7.21。     

操作参数对双蜗壳式旋流分离器气液分离性能的影响

为了研究操作参数对双蜗壳式旋风分离器分离性能的影响,本文采用试验方法测量了液滴粒径、液滴浓度不同时旋风管的分离效率。结果表明：旋风管对小粒径液滴的分离效率较低,当入口液滴的中位粒径从19．02μm升高到37．28μm,旋风管的分离效率升高了接近20％。喷雾液滴的浓度升高时,旋风管的分离效率也随之升高,但影响程度较粒度较小。     

旋风分离器内气相数值模拟研究

旋风分离器内部进行的是两相流运动,是气相和固体颗粒相的分离过程,而固体颗粒的运动在很大程度上取决于分离器内湍流的运动.对湍流及其模型的研究具有十分重要的意义.在综述旋风分离器内湍流模型和数值模拟相关理论研究进展的基础上,着重分析了k-ε双方程模型和雷诺应力模型在旋风分离器流场预测方面的进步和不足,并展望今后湍流模型的发展趋势.