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。     

结构参数对导叶式旋风管内流场分布的影响

用智能型五孔球探针对导叶式旋风管内流场进行全面系统测量，根据实验结果得到了导向叶片参数、导流锥结构参数及排尘结构参数对流场分布的影响规律。在流场分析的基础上，进一步研究了结构参数对旋风管内颗粒分离的影响，为优化结构，提高分离性能，研究分离机理奠定了实验基础。     

PSC型旋风管分离空间内颗粒浓度分布

采用等动采样方法对旋风管内的颗粒浓度分布进行了系统测量。根据实验结果可将旋风管的分离空间分为入口环形空间、柱形分离空间和排尘返混区 3部分。对旋风管分离空间内颗粒浓度分布的分析表明 ,在分离空间的不同区域 ,颗粒的分离机理也不同     

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。     

旋风分离器排灰与进、排气系统对分离性能的影响

在大量常温试验研究的基础上,着重研究了排灰与进、排气系统对旋风分离器性能的影响。提出了排灰斗与料腿尺寸不宜过小、串联时第二级旋风分离器入口气流要尽可能没有旋转等新观念。     

叶片式旋风管流场数值模拟研究

为完成天然气输送中的净化,探究含杂质天然气在旋风分离器中的流动和分离规律,以常温下的甲烷气体近似替代天然气作为研究对象,运用数值模拟方法对叶片式多管旋风分离器中单管流场的压力、流速和湍流情况进行了分析。数值模拟计算结果表明:1叶片式旋风管主筒内的外旋流压强较高,内旋流压强较低。整个旋风管中心处的压力最低,横切面压力变化呈近似V型分布。2从入口到出口,单管压降约为5.3kPa。3横切面速度值沿轴向变化不大,成驼峰状分布。4湍流动能集中于主筒的环形空间中,湍流动能耗散率比较高的区域则分布于排气口处和主筒较小的环形区域内。5排气管入口处气流速度最大,容易引发气流短路与扰流。模拟分析的结果总体上与工程实际测量吻合较好。     

导叶式旋风管入口环形空间内气相流场数值模拟

利用Fluent软件和雷诺应力模型(RSM)对装有分流型芯管的导叶式旋风管内部三维强旋湍流流动进行了数值模拟计算,尤其是将入口环形空间和芯管内的气相流场数值模拟结果与实验结果进行了对比。结果表明,数值模拟值与实验值吻合较好。部分气流通过芯管上的细长开缝进入芯管,实现气体的分流,通过两股不同方向旋流的相互作用,使得芯管内气流的旋转速度降低。     

导叶式水力旋流器分离性能试验研究

为保证导叶式水力旋流器稳定、高效运行,对其结构参数和运行时的操作参数进行了优选试验,并对物性参数进行了分析。试验确定了该旋流器锥段最佳锥角为5°,导流叶片最佳结构为叶片数n=4,叶片出口角β=20°,流道宽度w=3.47mm。试验结果还表明,在一定范围内,分离效率随入口流量的增加而增加,且随分流比的增加而增加,但二者并非越高越好;密度、粒度越大的颗粒越有利于分离,且旋流器并非适用于所有固体颗粒的分离;所设计的旋流器对井下多相分离系统中砂的分离是可行的。     

前置旋流分离器旋风管的特性及数量确定

东方1-1气田压缩机采用三级增压,每级压缩机前采用旋流分离器去除来气中的游离水及固体颗粒。分离器目前国内应用较多的是由中国石油大学设计开发的导叶式旋风分离器。分离效率是表示分离器分离性能的一项重要指标。试验研究发现:气液分离效率随含液量降低而增大,随旋风子截面气速增大而下降,气固、气液分离压降关系基本一致。气液分离时,旋风子除液效率随工作截面气速增大而降低,因此设计时以旋风子工作截面气速不大于3.5 m/s为基本原则,并考虑分离器旋风子实际数量限制,设计过程同气固分离。     

高压气体除尘旋风分离器的结构与性能研究

对比研究了三种高压旋风分离器的结构及分离性能。发现在相同气速下,压力容器式旋风分离器外旋流处的切向速度高于另外两种分离器,中心涡核处轴向速度低于其余两种分离器;相同条件下的冷模对比试验显示,压力容器式旋风分离器的效率较另外两种分离器高1%~2%;压力容器式旋风分离器不仅结构简单,而且拥有较好的结构强度和分离性能,适合高压工况下应用。     

旋流板和螺旋导叶气液分离性能对比研究

通过建立轴流导叶式气液分离器试验系统,采用试验的方法,在相同气液操作工况下对比研究了旋流板和螺旋导叶式气液分离器的压降和分离效率.试验研究结果表明,在550～1220 m3/h的处理气量范围内,旋流板气相压降比螺旋导叶气相压降低13％～35％,能耗相对更低;在不同处理气量和液滴质量浓度下,旋流板分离效率比螺旋导叶分离效...     

PSC型导叶式旋风管内颗粒返混夹带实验研究

采用五孔球探针测量仪与等动采样法,对PSC型导叶式旋风管内气固两相流场、浓度场分布进行测试,并对不同排尘结构进行比较,据此研究了PSC型导叶式旋风管内的颗粒返混夹带现象。结果表明,排尘段返混存在两个区域,返混夹带主要以10μm以下小颗粒为主,开缝后的排尘锥具有很强的抗返混能力。     

升气管倾斜对旋风分离器分离效率影响的仿真研究

采用雷诺应力模型,研究了在升气管发生倾斜的情况下旋风分离器的分离效率及其内部流场变化的情况,并与正常工况进行了对比.研究表明,升气管倾斜对分离效率有明显的影响,倾斜方向、倾斜角度不同对分离效率产生的影响也不同,随着倾斜角度的增大,虽然有时会出现分离效率的提高,但是总体的趋势是降低的.升气管倾斜对不同尺寸固体颗粒分离效率的影响也不同,被分离的固体颗粒越小,倾斜角度的影响越显著.     

井下两级旋流分离技术流场模拟研究

随着油田开采程度的持续深入,降低生产成本和提高采出效率正逐渐成为各油田提高竞争力的重要手段。井下两级旋流分离技术可进一步提高分离效率,降低回注水的含油量,提升回注水品质,大幅度降低地面采出液及采出液含水率,是油田降低开采成本的重要举措及技术支持。通过井下两级旋流分离技术流场模拟研究,重点分析新型螺旋流道旋流器(一级旋流器)内部的流场特点,研究其速度矢量及速度分量的变化规律,压力损失特点和油相分布规律。新型结构的螺旋流道使流经其内部的流体从单一的轴向运动转变为旋转运动,流体运动空间的改变使其切向速度增加明显,有利于进行离心分离。流体在运动过程中的压力损失转变为流体的速度增量,与流体经过螺旋流道后速度矢量的变化相对应,但因循环流的存在,扰乱了溢流管下部油核及相邻位置流体的正常运动,使油核发散、流场紊乱,令新型结构的旋流器效率有所降低。经过流场分析,进一步认识井下两级旋流分离器的流场分布规律,有利于旋流器的结构改进及现场应用。     

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。     

催化裂化装置中卧管式第三级旋风分离器的结构分析

卧管式第三级旋风分离器是催化裂化能量回收装置中的重要组成部分。该文着重对卧管式第三级旋风分离器的结构特点进行了分析     

排气管插入长度对旋流分离器分离性能的影响

排气管的结构形式对旋流分离器的性能影响较大。采用数值模拟方法研究了扩散锥形排气管插入长度对旋流分离器分离性能的影响。利用Fluent中提供的RSM模型对旋流器内气相流场进行了数值计算,计算时只考虑连续相对颗粒产生的曵力作用。分析结果表明,增大排气管插入深度,分离器切向速度的最大值变小,压力损失减小;分离器分离效率随着第2项体积分数的增大而变大,当排气管插入深度在0.8a～1.0a时分离效率最大,当插入深度过大时导致环形空间变小,既增大了压降又促使短路流的形成;排气管最佳的插入深度为0.8a～1.0a。     

UOP催化裂化反应技术的应用

大港石化公司以提高装置总液体收率、降低生焦率为目的,采用美国UOP公司催化裂化反应技术对120×104t/a重油催化装置进行了改造,主要包括VSS密闭旋分系统(提升管出口旋转式快分)、优混喷嘴、高效汽提挡板等多项技术。UOP催化裂化反应技术的应用,对降低生焦与干气起到了明显作用,但由于改造后原料变重、原料预热温度及再生温度的升高、处理量的大幅度增加,致使操作条件相对苛刻,产品分布相对较差。同时,对改造前后反应系统结焦的状况发生了新的变化,需要认真进行研究。