旋风分离系统改进

某炼油厂蜡油催化装置再生器内原旋风分离器为布埃尔型旋风分离器,由于该旋风分离器使用时间较长,其筒体同轴度和垂直度等已发生较大变化,旋风分离器的效率下降较多,催化剂的单耗最高达到075 kg/t.为提高旋风分离器效率,降低催化剂单耗,将再生器内原旋风分离器更换为BY型新型旋风分离器后,催化剂单耗降至0.3 kg/t,达到了安全生产和节能降耗的预期目的.     

焦化塔顶油气分离用旋风分离器分离性能实验研究

为了研究颗粒入口数量对旋风分离器分离性能的影响,以延迟焦化工艺的焦化塔顶油气除焦为背景,在一套旋风分离器冷模实验装置上,研究了不同焦粉颗粒入口质量浓度和入口体积流量对单切、双切2种旋风分离器总分离效率、粒级效率和压降的影响。实验结果表明,2种旋风分离器的总分离效率均随入口质量浓度的增大而升高,随入口体积流量的增大先升高后降低;2种旋风分离器粒级效率均随颗粒粒径的增大先降低后升高;2种旋风分离器的压降均随入口体积流量的增大而升高,但随入口质量浓度的增大而降低。当入口体积流量为85 m³/h、入口质量浓度为30 g/m³时,单切旋风分离器最佳总分离效率在98.89%,压降为710 Pa,临界粒径为6μm;入口体积流量为95 m³/h、入口质量浓度为24 g/m³时,双切旋风分离器最佳总分离效率在99.16%,压降为1 110 Pa,临界粒径为3μm。     

采用新型高效旋风分离器降低催化剂损耗

采用 ZXB 型旋风分离器可将催化裂化装置的催化剂单耗降到0.4kg/t 以下。该旋风分离器具有入口面积大、灰斗长、长径比大和出口管径小等特点,有很好的操作弹性,抗干扰能力强,耐磨损,是一种值得推广应用的新型高效旋风分离器。     

PV型旋风分离器的性能及工业应用

新开发的PV型旋风分离器的独特之处是结构简单，尺寸分类进行不同的优化组合，在给定的压降下获得最主效率。从φ400mm实验室模型试验发展到φ1200mm大型工业尺寸的冷态试验，均已证实PV型分离器的效率与压降都和国外最新高效旋风分离器一样，操作弹性与稳定性则还略好些。在炼油厂流化催化裂化装置的再生器内，用PV型分离器更换旧的杜康型分离器，催化剂单耗可从原来的1．2kg/t油降到0．3－0．4kg/t油，效果显著，应用成功，可以推广。     

入口面积可变式旋风分离器的性能

当旋风分离器的进气流量(Q_in)小于设计流量时,分离效率会大幅降低。对此,笔者提出通过改变入口面积来保持或提高分离效率的解决方案。首先,以PV型旋风分离器为对象,通过冷态实验,对比了2种入口面积改变方式与分离效率的关系。结果表明,随着进气流量减小,入口面积减小可有效提高分离效率,且侧堵入口(BS型)的效果优于横堵入口(BT型)。流场模拟结果表明,与BT型旋风分离器相比,BS型旋风分离器的切向速度更大,径向速度峰值更小且更均匀,因此其分离效率更高。其次,设计了1种入口面积可变式(VIA型)旋风分离器,确定了入口面积调节方法,并测试了其分离性能。结果表明,当进气流量从最佳进气流量递减时,因其入口面积可随之变小,入口气速基本不变,而分离效率不降反升,并在实验范围(Q_in为2300~9700 m³/h)内一直保持较高的水平。     

外导流管对旋风分离器流场的调控

采用雷诺应力模型(RSM)和离散相模型(DPM)对旋风分离器内的气-固两相流动进行了数值模拟计算,比较了带有不同外导流管的旋风分离器内流场、压降和分离效率,并探究了不同外导流管管径对旋风分离器内的流场调控及分离性能的影响。结果表明：外导流管可以改善旋风分离器内的二次涡分布,减小纵向环流的影响范围,降低二次涡间的协同作用,并抑制灰斗入口和料腿入口的二次流,从而提高分离效率;其中,带有H-E型外导流管的旋风分离器有效地提高了细小颗粒的分离效率,对粒径4 μm以下颗粒分离效率的提高可达10%以上;H-E型外导流管对入口气流进行分流,可以减小气流的旋流损失,使压降降低16.7%。此外,外导流管管径对H-O型旋风分离器分离性能影响较小,对H-E型旋风分离器分离性能影响较大。     

丙烯腈反应器三级PV型旋风分离器的性能及工业应用

三级PV型旋风分离器是通过优化匹配组合,在给定压降下达到高效率的。大型冷模对比试验证实三级PV型旋风分离器的分离性能及操作弹性均优于从国外引进的三级旋风分离器。在丙烯腈反应器内的工业应用证明吨丙烯腈催化剂的单耗已降低到0.37kg,旋风分离器的总压降可控制在7kPa以内,效果显著。     

入口含尘浓度变化对不同排气管结构PV型旋风分离器分离效率的影响

旋风分离器的入口浓度对其分离效率和压降有重要影响。在入口气流含尘浓度5～550 g/m3范围内,采用325目滑石粉,对直径500 mm的PV型旋风分离器进行了分离效率的实验测定,其中排气管的结构采用直筒型(A型),锥口型（B型）和大直筒型（C型）3种结构。实验结果表明,3种结构排气管旋风分离器分离效率均随入口浓度的增加而增加,当入口浓度大于150 g/m3时,分离效率上升幅度开始趋于平缓。旋风分离器入口浓度增加一方面使切向速度降低,分离能力下降,但另一方面使颗粒之间的团聚作用增大,惯性分离能力增大,分离效率增加,综合作用结果是分离效率提高,但逃逸颗粒的绝对量增大。实验结果也表明,排气管的结构对旋风分离器的效率影响较大,尤其是排气管直径,基于实验结果给出了入口浓度变化时旋风分离器分离效率的计算公式 ,该计算公式综合考虑了入口速度和排气管直径的影响。     

PSC-300型大处理量高效旋风管的开发研究

介绍了新型大处理量高效旋风管PSC 30 0型的结构方案 ,试验测试了流量、粉尘入口浓度、泄气率对总效率的影响 ,拟合出了旋风管的性能公式 ,并与PDC型旋风管的效率、压力降等进行了测试对比。研究表明 ,PSC 30 0型旋风管处理能力大 ,在效率、压力降方面优于PDC型旋风管。由PSC 30 0型组成的多管三旋用于入口浓度 5 0 0mg/m3 、入口平均粒径 7μm以上的含尘气体分离时 ,可基本除去 7μm以上的固体颗粒 ,并使出口含尘浓度降至 5 0mg/m3 以下。     

高温高压旋风分离器的结构及性能

为了提高旋风分离器在高温高压条件下的承压耐温能力,根据工业应用成熟的PV型高效旋风分离器的结构,提出一种长圆切向入口、两端封头的压力容器式旋风筒体旋风分离器(简称容器式旋风分离器)。流场模拟分析表明,在相同入口气速下,容器式旋风分离器外旋流区的切向速度明显高于PV型旋风分离器,且器壁附近向下的轴向速度也略高于后者,中心涡核区轴向速度低于后者。用中位粒径为9.8 μm的滑石粉进行加尘冷模实验表明,相同气速下,容器式旋风分离器的分离效率较PV型旋风分离器的高约2%;相同压降下,前者的分离效率明显高于后者。容器式旋风分离器结构简单,结构强度和分离性能优良,可供高温、高压工况的分离操作使用。     

排气结构对导叶式旋风管分离性能的影响

 通过改变导叶式旋风管排气芯管下端安装的导流锥开缝面积、下口面积及开缝型式等考察了导流锥结构参数对旋风管的压降和分离效率的影响规律，提出了开直缝与开斜缝的组合缝导流锥结构。对安装组合缝导流锥的旋风管的分离性能试验结果表明，旋风管在入口体积流量为1 930 m3/h时，平均分离效率达到91.60%，压力损失仅有8.25 kPa，比较适于工程实际应用，为解决目前旋风管压降较高的问题提供了新途径。     

组合式上行旋风分离器的结构优化

A new gas-solid separator dedicated to heavy-oil fast pyrolysis process incorporating inertial and centrifugal separation was designed.Gas and typical fluid catalytic cracking(FCC) catalyst particles(with a density of 1500 kg/m3,and a mean diameter of 45.81 μm) were used in the study.The inlet gas velocity was kept constant at 13.36 m/s,while the solid loading at the inlet ranged from 0 to 700 g/m3.When the exhaust pipe opening was provided with two narrow-width slots near the inlet without baffles,the solid collection efficiency increased with an increasing solid loading at the inlet and was close to 95% along with a decreasing pressure drop.After increasing the secondary separation structure,the separation efficiency greatly improved.By adjusting the diameter of the secondary exhaust pipe,the separation efficiency and pressure drop could be balanced.Under the experimental conditions,when the diameter of the second exhaust pipe was equal to d=100 mm,the pressure drop was lower than 1400 Pa while the separation efficiency could exceed 99.50%;and when the diameter was equal to d=120 mm,the pressure drop was less than 700 Pa,with the separation efficiency reaching over 99.00%.     

催化外甩油浆的微旋流分离实验研究

 以催化外甩油浆为对象, 在1.8×10⁶t/a重油催化裂化装置上开发了外甩油浆微型旋流净化工业实验装置, 考察了微型旋流芯管压力、分离效率和流量的相互关系, 确定了微型旋流芯管净化催化油浆的最佳操作条件. 结果表明, 随着入口流量的增加, 分离效率提高, 而压力降增大. 在进口流量为250～260l/h、进口催化剂颗粒平均粒径为3.5μm 的条件下, 分离效率在45.77%～82.80%, 将催化剂的回收效率从原来静电分离设备的10%～20%提高到50%～80%.     

催化裂化再生器旋风分离系统技术改造

介绍了沧州炼油厂0.6Mt/a重油催化装置再生器旋风分离系统技术改造情况。改造后采用PV型高效旋分器,一、二旋及粗旋入口面积增加了30％～38％,一旋入口线速由大于30m/s降低至正常范围,减轻了设备磨损及催化剂的磨蚀,并提高了分离效率,催化剂单耗由0.9～1.1kg/t降低至0.4～0.6kg/t,取得了显著效果。     

0.60 Mt/a重油催化裂化装置技术改造

对中国石油化工股份有限公司沧州分公司重油催化裂化装置分馏塔、再生器主风分布系统、旋风分离系统和主风机组进行了一系列挖潜改造。改造后烧焦罐主风分布管压力降由25～30kPa下降到5～10kPa,主风机入口流量由1050m     

旋流器轴向压降变化规律及影响因素实验研究

采用在旋流管管身轴线方向布置测点的方法 ,对旋流器轴向压降变化规律进行了实验研究。实验发现 ,旋流管的压降比PDR与分流比Rf 之间的关系仅与旋流管结构尺寸有关 ,不随入口流量变化而改变。在旋流器主体尺寸、溢流孔直径确定的情况下 ,入口流量保持一定时 ,旋流管沿轴线上各点的压降Δpn随着分流比减小而增加 ,且与底流口压力相比 ,旋流管中间点上的压力对分流比的变化比较敏感。分流比下降 ,旋流管内旋流的角动量增大。对于确定的分流比 ,沿轴线各测点处的压降与入口到底流口之间的压降之比Δpn/Δpu 不随无量纲溢流孔径Do/D的变化而变化。