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%.     

EII型多管旋风分离器分离性能的试验研究

为了系统评价EII型旋风分离器的分离性能,探究了入口气速为6～20.5m/s,入口颗粒质量浓度为8.6～17.5g/m~3时,多管旋风分离器的分离效率和压降。结果表明:多管旋风分离器的分离效率随入口气速和入口颗粒质量浓度的增大而出现先升高后下降的趋势,多管旋风分离器的压降随入口气速的增大而增大。在相同实验条件下,与单个旋风子相比,多管旋风分离器的压降升高幅度为20%～25%,分离效率下降不大于2%,具有很好的细粉尘捕集能力。     

测量旋风分离器浓度场的双束伽马射线方法

依据旋风分离器内浓度场分布的特点,建立了旋风分离器内颗粒浓度分布模型,由此提出了一种测量旋风分离器浓度场的双束伽马射线方法。该模型仅需2束射线测量旋风分离器的线平均浓度值,就可以确定模型中的k和ρ_R参数,进而获得整个旋风分离器横截面的浓度分布。为了验证模型的实用性,首先将以往文献中测量的浓度分布数据带入模型,计算表明该模型可以较好的逼近旋风分离器的浓度场;然后采用¹³⁷Cs射线源测量了直径260 mm旋风分离器的径向线平均浓度,结果表明实验测量计算的浓度分布与以往文献用其他方法测量结果对比具有很好的一致性。该双束伽马射线方法可以用于旋风分离器的浓度场的测量和监测。     

基于响应曲面法径向入口旋风分离器的结构优化

采用流体力学软件对不同结构径向入口旋风分离器的气固两相流场进行了数值模拟,并基于响应曲面法得到旋风分离器的压降模型及分离效率模型。结果表明升气管直径和入口角度对旋风分离器的分离性能影响较大,且两者对旋风分离器分离性能的影响有着很强的交互作用;直筒段高度、锥体高度及升气管插入深度对分离性能影响相对较弱;下降管直径对分离效率影响较大,但对压降影响较弱;随着下降管长度的增大,压降不断增大,分离效率先减小后增大;在考虑压降及分离效率权重的基础上,得到了最优性能的旋风分离器结构,通过比较该结构旋风分离器的分离性能,发现模拟值和模型预测值吻合良好。     

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。     

计算旋风分离器压降的一种较好方法

<正> 这里介绍一种简易的压降新公式,它比原来已发表的压降公式更准确。适用于进、出口无螺旋形导管的旋风分离器。旋风分离器广泛地用于净化气体。因为旋风分离器可有效地去除气体中直径大于5μ的微粒,能够处理较大的含尘量;且结构简单,没有运动部件,因此价格合理。设计旋风分离器的关键因素是压降的计算,这一点对于低压下操作的旋风分离器尤     

基于OpenFOAM模拟二次风对旋风分离器性能的影响

基于开源软件OpenFOAM建立旋风分离器气固两相流数值计算模型,考察了二次风对旋风分离器性能的影响,比较了模拟结果与实验数据.结果表明,模拟结果与实验数据吻合度较好,压降和效率平均误差分别为9.89%和1.33%,模型可靠;二次风可有效削减二次流,减少上灰环和短路流,提高分离效率;二次风风速增加,旋风分离器的分级效率增加但增加速率逐渐降低.旋风分离器压降随二次风风速增加而增加,二次风入口速度达到15,25和30 m/s时,旋风分离器压降分别达到无二次风时压降的2,3和4倍,引入二次风同时应综合考虑能耗和效率.     

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。     

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     

旋风分离器料腿漏风对压降影响的实验分析

以直径300 mm的旋风分离器为实验对象,考察了在不同入口速度下料腿漏风量对旋风分离器压降的影响,并以此为基础,分析了某现场催化裂化装置旋风分离器压降出现的不稳定波动现象。实验结果表明,旋风分离器下部料腿是一个负压差立管,外部的压力大于料腿内的压力,易产生漏风,从而导致旋风分离器的压降降低。旋风分离器的压降随漏风量增大而降低,入口速度越低漏风量影响的作用就越明显。该旋风分离器的压降波动是由于不稳定的翼阀排料产生的漏风变化造成的。     

A Theoretical Approach to Pressure Drop across Cyclone Separators

Based on investigation of the flow pattern in cyclone separators, a new theoretical model was developed for the prediction of pressure drop across cyclone separators. This model includes the effect of the geometrical dimensions and flow parameters, and assumes that the total pressure drop consists of four main partial pressure drops due to gas expansion at the separator entrance, wall friction within the separator, swirling motion of the gas, and gas flow through the outlet pipe. The availability of the method is verified by the comparison of calculated values with experimental data and with other models for different dimensions of cyclones.     

螺旋片导流式气液分离器的数值模拟与试验研究

The gas/liquid spiral separator, a key component in the compressed air system, was used to remove liquid and oil from gas stream by centrifugal and gravitational forces. To optimize the design of the separator, the relationship between the performance and structural parameters of separators is studied. Computational fluid dynamics （CFD） method is employed to simulate the flow fields and calculate the pressure drop and separation efficiency of air-liquid spiral separators with different structural parameters. The RSM （Reynolds stress model） turbulence model is used to analyze the highly swirling flow fields while the stochastic trajectory model is used to simulate the traces of liquid droplets in the flow field. A simplified calculation formula of pressure drop in spiral structures is obtained by modifying Darcy＇s equation and verified by experiment.     

Experimental and Numerical Investigations of a Dual‐Stage Cyclone Separator

Cyclone separators can be utilized in parallel to increase particle collection efficiency. However, this leads to a maldistribution problem that causes separation performance deterioration. To improve the flow distribution, a dual‐stage multicyclone separator (DSCS) was designed, containing a tangential‐inlet circle pathway cyclone array, an axial‐inlet radiation pathway cyclone array, and a cylindrical outer chamber. Experimental and computational fluid dynamics results revealed the gas‐particle flow distribution through multicyclone arrays. Effects of flow distribution on particle deposition were investigated experimentally. Particle trajectories inside the cyclone separators were also observed. The multicyclone array proved to generate a uniform inlet velocity distribution. The proposed cyclone separator can be considered as an option to accomplish dilute gas‐particle separation.     

旋流板式气液分离器的放大规律

对旋流板式气液分离器在3种规模、18种旋流板结构下进行了模型实验研究，考察了旋流板结构参数(径向角、仰角和叶片数量)对分离效率和压降的影响，并建立了预测分离器压降的关联式，为旋流板结构参数的确定提供了依据. 工业应用的标定结果表明分离器压降预测式是准确的，它可用于工业气液分离器的放大设计.     

新型扩散式下排气气固分离器实验研究

通过分离效率的测定和三维粒子动态分析实验,研究了扩散式下排气气固分离器的分离流阻、流场分布、分离效率等,从而达到降低扩散式气固分离器的阻力,提高分离效率的效果。分离器内部的各种设计,如上导流锥高度的确定、下导流锥的倾角、排气管高度等均为提高气固分离器的效率和降低阻力,从实验可以看出该气固分离器对于30μm粒径的粗灰的分离效率很高,能达到95％以上,从实验综合比较效率和阻力选择了一最优方案。     

顺流式旋风分离器的分离性能研究

采用冷态对比实验研究从灰斗引出排气管的新型顺流式旋风分离器的分离性能。试验考察了导流体直径、导流体长度、导流体-排气管口距离、排气口直径等结构因素对分离性能的影响以及不同入口气速条件下的分离性能。研究结果为该类型旋风分离器的优化设计提供了依据。     

多旋臂气液旋流分离器压降特性试验

为强化气液离心分离过程,实现在大直径分离器内的气液旋流高效分离,设计构思了一套多旋臂气液旋流分离设备,为气液分离大型化设计提供了一种新思路。在纯气流条件及不同的旋流臂喷出气速下对该分离设备进出口静压差进行了测量,实验结果表明,旋流分离设备静压差在整个运行过程中较为稳定,有较强的可预测性,无量纲标准偏差维持在2%以内,总压降与旋流臂出口气速呈现出良好的平方关系。进一步将总压降分解为入口及旋臂摩擦损失、分离器空间内摩擦损失和出口管路摩擦损失三个部分进行详细测量,获得了各部分压降与旋流臂出口速度头的定量关联模型,发现分离器空间内摩擦阻力损失在总压降中占比最大。GLVS总压降主要受旋流臂出口气速影响,加入液相后对压降影响很小。该旋流分离设备的阻力系数与普通旋风分离器相当,根据四组不同结构尺寸的旋流头得到了阻力系数与旋流头关键设计参数的关联式,为进一步结构优化提供了参考。     

输气站场过滤分离器压降与除尘效率变化特性

为通过压降来评价不同工况下过滤分离器的除尘效率和工作状况,指导现场过滤分离器滤芯的操作和更换,本文以输气站场典型卧式过滤分离器为研究对象,采用粉尘在线检测和计算流体力学（CFD）数值模拟的方法,分析不同运行时间、运行压力下过滤分离器压降和除尘效率的静态与动态特性,并通过现场实际验证。结果表明：在相同标况流量下,操作压力越低,过滤分离器初始压降越高;随着过滤分离器的运行时间增长,其压降检测值将偏离拟合的最优二次曲线,其除尘效率也将呈下降趋势,特别是在运行压力较低时下降更快,其根源在于低压下气流速度快,可携带更多已聚结的颗粒流出,致使下游粉尘浓度上升;CFD方法预测与在线检测的除尘效率误差均低于20%,现场实际除尘量证实两种方法均有较高的准确性与可靠性,且适合过滤分离器压降与除尘效率变化的预测。     

Affinity Separations in Magnetically Stabilized Fluidized Beds: Synthesis and Performance of Packing Materials

Abstract

A magnetically stabilized fluidized-bed separator designed to test the use of pellicular, ferromagnetic affinity chromatography packing materials has been developed. A wire wound solenoid was used to produce the magnetic field. The ferromagnetic packing material is comprised of a magnetite-containing, poly-urethane gel coated onto polystyrene beads. The gel contains free carboxyl groups. These were carbodiimide-coupled to soy-trypsin inhibitor and the material, used for trypsin purification. Narrow-band affinity chromatography was carried out in packed-bed, fluidized-bed and magnetically stabilized, fluidized-bed separators. Pressure drop, capacity, dilution, and peak asymmetry were evaluated for each type of separator. The three types provide comparable efficiency but the fluidized separators exhibit a much lower pressure drop. As might be expected, fluidized-bed separators perform well for affinity chromatography Oarge k') but poorly for size exclusion chromatography.