气液分离技术设备进展

需要进行气液分离的场合众多,各分离技术设备又具有相当的局限性,本文介绍了国内外气液分离技术及设备的进展及其应用情况,详细分析了气液的重力沉降分离、惯性分离、过滤分离和离心分离的分离原理和设备。并对气液分离技术的研究方向和应用前景进行了展望。     

一种气液分离的新方法

针对长输管线气顶排空作业的复杂性,结合多种分离技术的特点,提出了一种气液分离方法,并给出了基于该方法的分离器结构和分离原理。该分离方法和分离器能够对气液比变化范围比较大的气液混合物进行有效分离,且整体设备集成性好,结构优化、合理。通过实际输水和输油试验证明,该分离方法是可行的。     

制冷系统气液两相分离的理论研究

气液两相分离技术已应用于很多行业,但在制冷领域的研究还比较少.介绍制冷系统气液分离的主要机理,同时应用液滴动力学理论,对分散相在连续相中受力和运动进行了较为详细的分析.根据重力分离机理,给出了理论计算的气液分离器结构形式,还依据实际应用,给出了外形结构的设计计算表达式.研究气液分离的理论,有助于开发和研制出更高效的设备,因此,对制冷系统气液分离理论的研究是很有意义的.     

高效气液分离技术在克拉2气田的应用及评价

气液分离技术作为天然气处理工艺中的关键技术,分离效率的高低不仅可能造成后续设备工作异常,而且会影响到天然气品质。由于克拉2气田原来选用的气液分离设备内构件简单,效率低,造成了装置运行出现了一些问题。为改善分离效率,引进了Shell公司专利技术的高效气液分离元件对分离器分离元件进行了改造。改造后通过多方面验证,表明改造大大提高了气液分离设备的分离效率,缓解了预冷器管程结蜡,保证外输天然气的质量。     

混相旋流分离技术应用研究

概述了旋流分离技术在我国的应用现状,分析了旋流分离技术的工作原理和工作特性,研究了此项技术在气—液、气—固、固—液、液—液等混相分离的进展,明确了旋流分离技术推广应用的关键环节及问题,阐述了在石油、化工、环保等多行业的推广前景。     

超滤技术在高效气液分离领域中的应用

将超滤技术（高效／超高效气液分离技术）应用于石化化工生产中,可以有效地分离气体夹带的微小液体粒子,解决气体介质夹带液雾的问题。本文从原理、结构性能、典型应用等几个方面来阐述超滤技术在高效气液分离领域的应用。     

箱式气液分布器的研究开发

介绍了箱式气液分布器的原理、分类和结构特点,分析了该气液分布器的优良性能,指出箱式气液分布器具有在化工传热传质领域填料塔内广泛应用的前景。     

天然气集输系统中液相危害及解决方案分析

气液分离效果的好与差和天然气矿场集输系统生产是否能正常平稳运行紧密相关。从工艺技术角度分析了现场普遍采用的三种气液分离流程局限性,指出传统的气液分离流程模式及分离设备已不适应有水气田集输系统生产技术需求。通过现场生产实际问题,分析判断输气管线积液、水合物堵塞调压设备是使单井和集输系统生产受到影响的主要原因,提出了对应的工艺设计解决方案。应用实例表明,对原有传统气液分离流程进行因地制宜、分离设备优化组合的适应性改造方案使单井和站场集输系统生产恢复正常,效果明显,其作法对其他类似集输站场工艺流程的适应性改造具有较好借鉴意义。     

气液固循环流化床换热器中预分布器结构的优化

引言 气液固循环流化床换热器是将循环流化床与沸腾传热两项技术结合而开发出的一种新型高效传热和防、除垢设备.国内外众多学者对此设备进行了研究[1,2].然而,关于此换热系统正常运转的核心技术--颗粒分布技术的文献较少.荷兰的Klaren申请了专利[3],叶施仁等[4]设计了单层孔板式固液分布器,姜锋等[5]选取直径小于下管箱直径的多孔板作为固液分布器,但上述固液分布器的大规模工业应用未见相关报道.     

蒸气压缩制冷/热泵系统中的气液分离技术

蒸气压缩制冷/热泵系统利用气液相变实现热量转移,如何应用气液分离技术对两相工质进行干度调控与流量分配,保证系统运行稳定性并提高系统性能一直是研究的热点。本文综述了蒸气压缩制冷/热泵系统中气液分离技术的研究进展,总结了系统中气液分离技术的应用方式,讨论了不同应用方式中该项技术的主要功能与工作机制,并对重点研究方向进行展望。研究发现气液分离技术的主要功能有保障系统运行可靠性、提高换热器性能、对非共沸混合工质进行组分分离以及改进循环流程等,对气液分离器性能提升方面现有的研究尚有不足,计算流体动力学（CFD）仿真模拟是研究其内部分离机理和对气液分离器进行结构优化的有效方法。气液分离技术应用方式的开发、相分离换热器优化研究与气液分离器的设计优化将会成为今后研究的重点方向。     

基于流固耦合的蒸汽发生器换热管结构应力分析

以核电站蒸汽发生器为研究对象,采用两流体模型描述二次侧汽液两相流动及沸腾换热,利用CFX对一、二次侧流体与换热管及支撑板的耦合流动换热进行三维数值模拟,在此基础上提取一、二次侧流体压力载荷,在Workbench平台中实现载荷向结构模型的传递,计算换热管结构应力。流固耦合计算结果表明：支撑板位置处二次侧流体流速迅速增大又快速减小,并且流体湍流耗散急剧增大造成二次侧流体压力损失增大;换热管压力应力取决于一、二次侧流体压差,整体平均压力应力约为58 MPa,与实际测量参数相符。     

汽-液流动沸腾蒸发系统的混沌分析及预测

应用功率谱、自相关系数、吸引子相图、关联维数等分析工具,对汽-液两相流动沸腾蒸发系统的传热系数时间序列进行了定性和定量混沌研究.研究结果为:时间序列的功率谱在半对数坐标下呈指数下降趋势;自相关系数随时间的推移而减小;吸引子相图呈现精细结构;关联维数随嵌入维数的增大而趋于一个稳定的分数值.这说明汽-液两相流动沸腾蒸发系统呈现混沌特性.在此基础上,应用临近点相似混沌预测法对不同加热蒸汽压力(0.11 MPa、0.13 MPa、0.15 MPa)下的传热系数时间序列进行了混沌预测.结果表明:预测值和实验值在有限时间长度内吻合程度较好;预测的平均相对误差随加热蒸汽压力的增加而增大;高精度预测时间长度随加热蒸汽压力增加而减小.这表明该系统具有短期可预测性.     

Dvorak-Boublik汽液平衡装置的改进与检验

设计和安装了一套用于测定汽液平衡的装置.在Dvorak-Boublik平衡釜基础上,改进保温系统以减少对流和辐射散热对平衡釜的影响;集成一套真夺系统以满足松节油体系常压及减压相半衡数据的测定.采用改进后的Dvorak-Boublik平衡釜测定了松节油体系中β-蒎烯+对伞花烃二元体系在100.7 kPa时的汽液平衡数据,所得结果通过了热力学一致性检验,故改装后的相平衡装置可用于具体的相平衡测定实验.     

溶碱萃取剂-丁酮-水体系汽液平衡数据测定及关联

提出了溶碱萃取精馏分离丁酮-水共沸体系的方法,采用自行设计的双循环汽液平衡釜,测定了全浓度下的溶碱萃取剂-丁酮-水三元体系常压汽液平衡数据,考察了溶碱萃取剂存在下,对丁酮-水体系汽液平衡的影响。采用LIQUAC模型与Wilson模型相结合的关联计算方法,进行了汽液平衡数据的关联,关联精度较高,在此基础上,进行了萃取精馏工艺条件的模拟。结果表明,与传统的溶盐萃取剂相比,溶碱萃取剂可以更好地提高萃取精馏法分离丁酮-水体系的效果。     

1,2-环氧环己烷和1,2-二氯乙烷二元体系汽液平衡数据的测定与关联(英文)

Vapor-liquid equilibrium data (T, x, y) of binary system 1,2-epoxycyclohexane + 1,2-dichloroethane were determined experimentally by using a modified ROSE-Williams equilibrium vaporization system at 101.33 kPa. The results show that this binary system does not have azeotropic point. The vapor-liquid equilibrium data are in thermodynamic consistency. The binary interaction parameters in the Wilson equation are presented with the correlation of vapor-liquid equilibrium data. The measurements of liquid phase composition and bubble point temperature are well represented by the Wilson equation. Values of vapor molecular fractions and activity coefficients from the Wilson equation are presented. This work provides important engineering data for the separation of 1,2-dichloroethane and 1,2-epoxycyclohexane .     

二氯甲烷-甲醇-丙酮-水体系汽液平衡测定和关联

二氯甲烷-甲醇-丙酮-水四元体系常见于化工、医药等行业生产的废液中,该体系分离回收的前提是进行汽液平衡数据的测定。现利用单级循环汽液平衡釜测定了二氯甲烷、甲醇、丙酮、水混合液中的6组二元体系在常压下的汽液平衡数据,同时对其进行了点对点法热力学一致性校验。实验中采用SP-6800型气相色谱仪分析汽液相组成,并运用Matlab中的非线性最小二乘法分别关联6组二元体系的汽液相组成,从而得到6对Wilson模型参数,并计算出相应的汽相组成。此外,还测定了二氯甲烷-甲醇-丙酮-水四元体系在100 kPa下的汽液平衡数据,并用关联出的6对模型参数计算该四元体系的汽液平衡数据。将计算结果与实验结果进行对比,实验值与计算值间的绝对偏差均小于0.05。实验结果表明Wilson模型的拟合精度高,适合于关联二氯甲烷、甲醇、丙酮、水体系。实验和计算结果为萃取精馏分离二氯甲烷、甲醇、丙酮、水混合液提供了一定的基础数据。     

糠醛-环己醇-莰烯三元气液平衡数据的测定

利用自制气液平衡装置测定糠醛-环己醇、糠醛-莰烯和糠醛-环己醇-莰烯在101.3kPa下的气液平衡数据。对所测得的数据进行关联与计算,得到Wilson方程参数。代入Wilson模型,计算出101.3KPa条件下糠醛-环己醇、糠醛-莰烯2组二元体系的温度与气相组分的质量分数,与实验值比偏差不大,说明实验可行。用面积积分法验证两组二元气液平衡数据的热力学一致性,结果符合要求。通过测定糠醛-环己醇-莰烯三元气液平衡数据,并进行拟合,得到421.5K时糠醛的气相物质的量分数相对最高,环己醇的气相物质的量分数又相对最低,即在该温度下分离糖醛分环己醇较好,可为工程上分离糠醛和环己醇提供理论依据。     

低醇解度聚乙烯醇制备时溶剂中相变促进剂的分离

对低醇解度聚乙烯醇(PVA)制备时混合溶剂的汽液平衡进行了分析,因物系两两共沸,本研究提出采用水萃取其中相变促进剂(PA)的分离方法。实验测定了各组分在水相与混合溶剂中的分配系数,结果表明PA的分配系数远小于乙酸甲酯和甲醇,萃取剂对乙酸甲酯和甲醇的萃取能力远大于PA,证明萃取方法可行。模拟计算结果表明:萃取剂与混合溶剂质量比为1.75∶1时萃余相中PA的量达到了最大值;升高操作温度PA的萃取率降低,表明该萃取操作为放热过程,降低温度有利于萃取操作的进行。     

基于群体平衡原理的蒸汽发生器汽液两相流动与沸腾数值模拟

基于相似原理建立了耦合四叶梅花形支撑板的蒸汽发生器“单元管”三维物理模型。采用考虑汽泡聚合与破碎效应的MUSIG （multiple-size-group）模型描述二次侧汽泡尺度分布和水力特性,热相变模型计算二次侧汽液两相沸腾相变过程,对大亚湾蒸汽发生器汽液两相流动与沸腾过程进行数值研究。模拟结果表明,支撑板位置处汽、液相流速均急剧升高,产生射流,在离开支撑板孔口时迅速形成回流。两相邻支撑板间出现明显的汽泡由小到大的周期性变化过程,冷、热端沿程汽泡最大直径缓慢减小。二次侧平均传热系数与Rohsenow经验关联式的计算结果吻合较好。     

[bmim]Cl-CH_3OH作为吸收式制冷工质对的潜能分析

提出将[bmim]Cl/CH_3OH应用为吸收式制冷工质对,并从多角度对其应用潜能进行分析.采用静态法饱和蒸气压测定装置、DSC、乌氏黏度计和比重瓶等测定了293.15～353.15 K温度范围内[bmim]Cl/CH_3OH溶液的汽液平衡、比热容、黏度和密度,拟合得到溶液汽液平衡的NRTL模型参数以及比热容、黏度、密度随浓度和温度的经验关联式.结果表明:[bmim]Cl/CH_3OH溶液的性质满足理想吸收式制冷工质对的要求,在吸收式制冷中有较大的应用潜能.