入口含尘浓度对PV型旋风分离器分离效率的影响及其计算方法

用试验方法研究了入口含尘浓度对ＰＶ型旋风分离器性能的影响规律。基于对旋风分离器内气、固两相运动的相似分析,综合考虑结构参数、操作条件,特别是入口含尘浓度对旋风分离器粒级效率的影响,提出了一套包括这些影响因素在内的较为完善的计算分离效率的方法,可满足工业应用的需要。此方法与以往分离效率计算方法相比,其计算精度更高,并具有较好的通用性。     

催化裂化沉降器粗旋风分离器的工作性能

在直径300 mm的催化裂化沉降器粗旋风分离器冷态实验模型上测试入口气速、质量浓度,考察二者以及料腿末端设置重锤逆止阀对粗旋风分离器工作性能的影响.结果表明:固相加入后降低了气流旋转动能耗散,使粗旋风分离器压降降低,料腿排气率增大;提高入口气速有利于减小料腿泄气率、提高粗旋风分离器分离效率,尤其对细颗粒分离有利;随固相质量浓度增大,粗旋风分离器压降降低,分离效率和料腿排气率均有小幅上升;料腿末端安装重锤逆止阀可令料腿泄气率减小3%以上,并提高粗旋风分离器分离效率;针对粗旋风分离器结构特征提出的压降模型计算粗旋风分离器压降精度较高.     

旋风分离器的颗粒浓度分布的实验研究

用等速抽气采样法测定了旋风分离器内颗粒浓度分布.测定结果表明.由中心到器壁.颗粒浓度逐渐升高.不存在以往分离模型中常用的横向完全返混.沿轴向由排尘口到排气管下口.颗粒浓度逐渐降低.但有一个最低点.它靠近排气管下口.这说明一定的分离空间高度有利于返混颗粒的二次再分离.实验表明.顶灰环、短路流及排尘口返混是影响分离效率的不利因素.改变分离器入口面积及排气管下口直径对分离空间内颗粒浓度分布的影响规律是不同的.利用颗粒浓度分布曲线计算分离效率,其计算值与用称重法所得实测值吻合较好.     

高效低阻旋风分离器的试验与开发

对影响ＰＶ型旋风分离器分离性能的关键尺寸和结构进行了改进,开发出了一种压降更低、效率更高的ＰＶＥ型旋风分离器。对改进后的分离器性能进行了试验,由试验结果可知,缩小排气管下口直径,可提高旋风分离器分离效率,但同时分离器的压降也大幅度上升。压降上升问题可以通过在排气芯管上开若干条狭缝加以解决。改进排尘口的结构,适当地增加分离空间的高度,并进行了优化匹配,可以在保持压降基本不变的条件下提高旋风分离器的效率     

旋风分离器高温性能试验研究

为了预测温度对分离器性能的影响，选用一个直径为300mm的切流反转式旋风分离器在常温～973K的范围内进行了性能试验研究。试验用粉料为二氧化硅，其中位粒径为10μm；入口气速的变化为12～36m／s。试验测定了不同入口气速和温度下旋风分离器的分离效率与压降。结果表明，相同人口气速下，分离效率与压降均随温度的升高而降低。当气速达到最佳入口气速时，旋风分离器的分离效率最高，且最佳入口气速随温度的增加而增加。     

高效低阻旋风分离器的试验与开发

对影响ＰＶ型旋风分离器分离性能的关键尺寸和结构进行了改进,开发出了一种压降更低、效率更高的ＰＶ－Ｅ型旋风分离器。对改进后的分离器性能进行了试验,由试验结果可知,缩小排气管下口直径,可提高旋风分离器分离效率,但同时分离器的压降也大幅度上升。压降上升问题可以通过在排气芯管上开若干条狭缝加以解决。改进排尘口的结构,适当地增加分离空间的高度,并进行了优化匹配,可以在保持压降基本不变的条件下提高旋风分离器的     

轴流旋风分离器特性的数值模拟

为了研究轴流旋风分离器的性能,主要分析2.5~6m/s风速下叶片间距、旋转角度及排尘间隙对旋风分离器阻力和切向速度的影响.结果表明:旋风分离器的阻力随风速的增大而增大;叶片旋转角度对旋风阻力影响不大,但旋转角度的增加可增大最大切向速度;叶片间距变化对阻力和切向速度的影响很大,在6m/s风速下,叶片间距12mm较16mm时阻力增加31.1%,切向速度增大11%;排尘间隙变大可明显增大阻力,对切向速度影响较小.叶片间距为16mm,叶片旋转圆周角为90°,排尘间隙为7.15mm的旋风分离器对A4粗灰的分离效率可达85%以上.本研究结果为轴流旋风分离器几何参数设计提供了依据.     

旋风分离器内颗粒轨迹的计算方法

采用单颗粒动力学模型计算旋风分离器内颗粒运动轨迹,并由此可算出粒级效率。分离器内时均流场用实测流场的回归公式计算。计算结果表明,由该理论方法求得的分离效率与实测效率相吻合,而且入口气速越大,分离效率越高。紊流对小颗粒的运动影响显著,大颗粒则在时均流场和紊流流场中有近乎相同的粒级效率。运用该方法,通过大量的轨迹计算可以描述颗粒的分离过程,进而可对改进分离器的性能提供理论指导     

稳涡内构件对旋风分离器内流场和性能的影响

旋进涡核现象会削弱旋风分离器对细颗粒的捕集效率。利用数值模拟方法研究了在排尘口处安放圆锥型稳涡部件对旋风分离器内流场及性能的影响。首先分析了圆锥对旋风分离器内的速度分布、短路流量、涡核旋转特性的影响,在此基础上统计了分离器对1μm颗粒的捕集效率,随短路流逃逸和因气流夹带而返混逃逸的颗粒比例。结果表明:圆锥的加入既能够降低旋进涡核的频率,又能抑制涡核偏离分离器几何中心的程度,从而减弱了因涡核尾端在排尘口附近的扫壁现象而造成的颗粒返混逃逸。因此,圆锥这一稳涡内构件能够有效提升分离器捕集效率。另外,它对旋风分离器主要分离空间内气流的切向速度、轴向速度和短路流等的影响不大,因而压降没有明显增加。     

旋风分离器内颗粒轨迹的计算方法

采用单闰动力学模型计算旋风分离器的内颗粒运动轨迹,并由此可算出粒级效率,分离器内时均流场用实测流场的顺归公式计算,计算结果表明,由该理论方法求得的分离效率与实测效率相吻合,而且入口气速越大,分离效率越高,紊流对小颗粒的运动影响显著,大颗粒则在时均流场和紊流流场中有近科盯同的粒级效率,运用该方法,通过大量的轨迹计算了可以描述颗粒的分离过程,进而可对改进分离器的性能提供理论指导。     

旋风分离器高温性能试验研究

为了预测温度对分离器性能的影响,选用一个直径为300 mm的切流反转式旋风分离器在常温～973 K的范围内进行了性能试验研究.试验用粉料为二氧化硅,其中位粒径为10μm;入口气速的变化为12～36 m/s.试验测定了不同入口气速和温度下旋风分离器的分离效率与压降.结果表明,相同入口气速下,分离效率与压降均随温度的升高而降低.当气速达到最佳入口气速时,旋风分离器的分离效率最高,且最佳入口气速随温度的增加而增加.     

旋风分离器分级效率的多区计算模型

在旋风分离器内部流场及浓度场测定的基础上,考虑了分离器内的短路流,颗粒间的相互碰撞、粗颗粒的弹跳以及细粉粒返混等对分离性能的影响。建立了旋风分离器分级效率的多区计算模型,并与现有计算模型作了分析比较.结果表明,多区模型的计算精度令人满意.其理论预测与试验结果较为吻合.     

基于CFD的循环流化床旋风分离器模拟

为提高循环流化床旋风分离器的分离效率,本文采用计算流体力学CFD软件,模拟部分结构参数和操作参数的变化对循环流化床旋风分离器分离效率的影响,并与试验结果相比较,结果表明,模拟结果为旋风分离器的结构参数和操作参数的优化提供了理论依据.     

基于弹性分析的旋风分离器结构优化

在考虑旋风分离器材料成本的基础上,定义了旋风分离器优化因子,并对优化因子对旋风分离器结构参数和外部操作参数变化的敏感性,即旋风分离器优化因子弹性进行了计算分析。结果表明,结构参数中旋风分离器筒体直径和排气管直径对旋风分离器性能影响最大,同时在不改变其他结构参数的基础上,可以通过优化排气管直径来提高分离器分离效率。     

热烈庆祝时铭显院士从教50周年!

时铭显院士1933年4月出生于江苏常熟，1952毕业于南京大学化工系，被保送入清华大学石油系攻读研究生。1953年由于院系调整转为北京石油学院炼厂机械专业研究生，1956年毕业留校工作。1995年当选为中国工程院院士，现为中国石油大学教授，博士生导师，化学工程与装备专家。时院士的主要研究领域为多相流动与分离，重点在高温气固分离技术。他系统地研究了不同结构尺寸的旋风分离器内三维湍流场与浓度场，首次全面总结了结构参数对流场影响的规律，提出了二次尘源等新观点，首创旋风分离器结构尺寸分类优化设计方法。据此，开发出新型高效PV…     

旋风分离器分离性能的经验模型与数值预测

利用雷诺应力输运模型对Stairmand高效旋风分离器的气相流场进行数值模拟,在此基础上对旋风分离器的分离效率、压力损失进行了研究,得出了不同条件下旋风分离器的分离性能,同时利用Barth,Iozia&Leith,Shepherd&Lapple,Cacal&Martinez,Dirgo,Coker经验公式计算了该旋风分离器的分级效率和压力损失,并分别和实验数据进行了比较.结果表明,Barth经验公式在计算直径为305mm的Stairmand旋风分离器时的分级效率与实验数据吻合较好;而Iozia&Leith经验公式能准确地计算直径为152mm的Stairmand旋风分离器的分级效率;Cacal&Martinez及Dirgo经验模型计算的压力损失和实验数据吻合较好.另一方面,数值预测的分级效率和实验数据基本一致,而且预测的压力损失误差在5%以内.研究结果还表明,应用计算流体动力学来研究旋风分离器的分离性能方便且可行.     

影响旋风分离器分离效率的因素

讨论了旋风分离器的分离效率受物料种类、物料颗粒大小、气流速度、气密性及分离器结构等诸多因素的影响，分析了提高其分离效率的方法。     

抽风率对旋风分离器主要性能参数的影响

根据冷模试验结果，探讨了抽风率对压力损失、分离效率与切割粒径等旋风分离器的主要性能参数的影响，分析了造成这种影响的原因，从而可为开发新型的旋风分离器提供参考。     

催化三旋用PDC型旋风管内颗粒浓度场的测试及分析

旋风管是炼油厂催化裂化第三级旋风分离器的核心部件,其中的颗粒浓度分布状况可直接反映其分离性能的优劣。在流场测试的基础上,采用等动采样的原理,对PDC型旋风管内的颗粒浓度,尤其是双锥内及灰斗内的颗粒浓度分布进行了全面系统的测试,得到了旋风管内颗粒浓度分布的一般规律,将旋风管内分为5个区,即：入口环形区,导流锥环形区,下行流区,上行流区,排尘返混区。排尘双锥的下锥内颗粒沿轴向和径向完全返混;控制排尘口处的颗粒返混夹带有利于提高旋风管的分离效率。得出了主要结构参数和操作参数对颗粒浓度分布的影响规律,这为确定旋风管内颗粒的运动轨迹,分析颗粒之间的相互作用关系,研究不同大小颗粒的分离机理奠定了一定的实验和理论基础。     

催化三旋用PDC型旋风管内颗粒浓度场的测试及分析

旋风管是炼油厂催化裂化第三级旋风分离器的核心部件 ,其中的颗粒浓度分布状况可直接反映其分离性能的优劣。在流场测试的基础上 ,采用等动采样的原理 ,对PDC型旋风管内的颗粒浓度 ,尤其是双锥内及灰斗内的颗粒浓度分布进行了全面系统的测试 ,得到了旋风管内颗粒浓度分布的一般规律 ,将旋风管内分为5个区 ,即 :入口环形区 ,导流锥环形区 ,下行流区 ,上行流区 ,排尘返混区。排尘双锥的下锥内颗粒沿轴向和径向完全返混 ;控制排尘口处的颗粒返混夹带有利于提高旋风管的分离效率。得出了主要结构参数与操作参数对颗粒浓度分布的影响规律 ,这为确定旋风管内颗粒的运动轨迹 ,分析颗粒之间的相互作用关系 ,研究不同大小颗粒的分离机理奠定了一定的实验和理论基础