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组合式提升管入口区颗粒的返混特性

过程工程学报 2004年第Z1期4卷 585-591页

作者：鄂承林卢春喜徐春明高金森时铭显石油大学(北京)重质油国家重点实验室北京102249

根据文中提出的颗粒局部及整体返混比,对组合式提升管入口区颗粒的返混特性进行了研究,结果表明,在S型颗粒浓度轴向分布时,颗粒在床层底部的返混较小,在顶部的返混较大;而在指数形颗粒浓度轴向分布时,颗粒则在床层底部的返混较大,在顶... 详细信息

根据文中提出的颗粒局部及整体返混比,对组合式提升管入口区颗粒的返混特性进行了研究,结果表明,在S型颗粒浓度轴向分布时,颗粒在床层底部的返混较小,在顶部的返混较大;而在指数形颗粒浓度轴向分布时,颗粒则在床层底部的返混较大,在顶部的返混较小.在不同操作条件下,床内颗粒具有不同的局部返混特性,在气速较高时,颗粒在床层中心的返混较少,在床层边壁的返混较多;在气速较低时,在床层顶部,颗粒在床层中心的返混较少,在床层边壁的返混较多,而在床层底部,颗粒则在床层中心和边壁处的返混较多,在床层中部的返混较少.

关键词：气固两相流颗粒返混组合式提升管

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组合式提升管入口区颗粒的返混特性

组合式提升管入口区颗粒的返混特性

防返混锥对旋风除尘器内二次流的抑制效果研究

中国颗粒学会2004年年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会会议

作者：鄂承林卢春喜徐春明高金森时铭显石油大学(北京)重质油国家重点实验室石油大学(北京)重质油国家重点实验室石油大学(北京)重质油国家重点实验室石油大学(北京)重质油国家重点实验室石油大学(北京)重质油国家重点实验室

根据文中提出的颗粒局部及整体返混比,对组合式提升管入口区颗粒的返混特性进行了研究,结果表明,在S型颗粒浓度轴向分布时,颗粒在床层底部的返混较小,在项部的返混较大;而在指数形颗粒浓度轴向分布时,颗粒则在床层底部的返混较大,在顶... 详细信息

根据文中提出的颗粒局部及整体返混比,对组合式提升管入口区颗粒的返混特性进行了研究,结果表明,在S型颗粒浓度轴向分布时,颗粒在床层底部的返混较小,在项部的返混较大;而在指数形颗粒浓度轴向分布时,颗粒则在床层底部的返混较大,在顶部的返混较小.在不同操作条件下,床内颗粒具有不同的局部返混特性,在气速较高时,颗粒在床层中心的返混较少,在床层边壁的返混较多;在气速较低时,在床层顶部,颗粒在床层中心的返混较少,在床层边壁的返混较多,而在床层底部,颗粒则在床层中心和边壁处的返混较多,在床层中部的返混较少.

关键词：气固两相流颗粒返混组合式提升管

来源： cnki会议评论

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过程工程学报 2020年第12期20卷 1397-1405页

作者：李冬杨宏刚王怡采晓帆蔡如明西安建筑科技大学建筑设备科学与工程学院陕西西安710055 西安建筑科技大学西部绿色建筑国家重点实验室陕西西安710055 西安建筑科技大学资源工程学院陕西西安710055

旋风除尘器下部灰斗内存在的二次流会引起被捕集颗粒重新进入气流,进而导致旋风除尘器除尘效率下降。为有效抑制灰斗内二次流,采用内置防返混锥的手段,对不同防返混锥几何尺寸与安装位置的旋风除尘器进行两相流数值模拟。结果表明,内置... 详细信息

旋风除尘器下部灰斗内存在的二次流会引起被捕集颗粒重新进入气流,进而导致旋风除尘器除尘效率下降。为有效抑制灰斗内二次流,采用内置防返混锥的手段,对不同防返混锥几何尺寸与安装位置的旋风除尘器进行两相流数值模拟。结果表明,内置防返混锥减少了灰斗内流场的切向、轴向速度及湍流强度,对旋风除尘器灰斗内二次流所引起的颗粒返混现象有显著的抑制作用。模拟结果推荐防返混锥最佳几何尺寸的顶角角度为80°,最佳安装位置为底面与锥口的垂直距离0.375B≤Bs≤0.5B。在入口速度为12 m/s时,与原结构相比,总除尘效率提高11.50%,压降增加8.29%。

关键词：旋风除尘器颗粒返混总除尘效率分级效率压降

“L”形涡流分级机导流叶片的数值模拟与试验

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化工进展 2008年第12期27卷 1959-1963页

作者：李进春李双跃任朝富李洪西南科技大学制造学院四川绵阳621010 绵阳西金科技发展有限公司技术中心四川绵阳621010

导流叶片是涡流分级机分级区的重要部件,本文设计了一种其凹槽面向转子的"L"形导流叶片,并以该叶片与转子组成的分级区域为气-固两相湍流理论模型,采用RSM应力方程模型和随机颗粒轨道模型进行了数值模拟。结果表明:"L"形导流叶片能实现... 详细信息

导流叶片是涡流分级机分级区的重要部件,本文设计了一种其凹槽面向转子的"L"形导流叶片,并以该叶片与转子组成的分级区域为气-固两相湍流理论模型,采用RSM应力方程模型和随机颗粒轨道模型进行了数值模拟。结果表明:"L"形导流叶片能实现迅速分级,减少颗粒在分级区的团聚;粗颗粒受到较大的离心力被抛向导流叶片凹槽内碰到导流叶片背风面失去动量后由于受到气流干扰很小,在自身重力作用下迅速下掉入粗粉斗,很大程度上避免了传统平板导流叶片易产生的颗粒返混现象,减少了已分级的粗颗粒对后续待分级颗粒的干扰,使分级过程更加稳定。根据数值模拟结果结合经验,"L"形导流叶片安装时的径向倾角取55°为宜。试验结果表明,使用该"L"形导流叶片有利于提高分级效率和分级精度。

关键词：涡流分级机迅速分级颗粒返混 “L”形导流叶片数值模拟

Crosser格栅在密相流化床反应器中的工业应用

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石油炼制与化工 2020年第5期51卷 21-25页

作者：张永民高文刚杨智君中国石油大学(北京)重质油国家重点实验室北京102249

介绍了中国石油大学(北京)开发的新型密相气固流化床内构件——Crosser格栅的工作原理及其在改善流化床气固接触效果和抑制颗粒返混方面的效果,重点介绍了Crosser格栅作为内构件在催化裂化再生器和汽提器中的应用情况。工业装置中的成... 详细信息

介绍了中国石油大学(北京)开发的新型密相气固流化床内构件——Crosser格栅的工作原理及其在改善流化床气固接触效果和抑制颗粒返混方面的效果,重点介绍了Crosser格栅作为内构件在催化裂化再生器和汽提器中的应用情况。工业装置中的成功应用结果表明,Crosser格栅可以显著强化流化床内的流化质量,还可以有效抑制颗粒的轴向返混,最终可以有效提升现有催化裂化装置再生器和汽提器的性能。最后,分析了Crosser格栅在甲醇制烯烃装置应用的可能性及其对反应器产品分布和再生器烧焦效果的改善作用。

关键词：内构件流化床催化裂化甲醇制烯烃流化质量颗粒返混

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旋风分离器两相流流场特性及结构优化研究

旋风分离器两相流流场特性及结构优化研究

作者：李冬西安建筑科技大学

学位级别：硕士

旋风分离器作为一种两相分离装置,因其具有结构简单,运行成本低,耐高温、高压等优点而被广泛应用于工业除尘领域。然而通过调研发现,旋风分离器内存在的排气管底部短路流、灰斗颗粒返混等二次流易导致颗粒在分离过程中逃逸,使其分离效... 详细信息

旋风分离器作为一种两相分离装置,因其具有结构简单,运行成本低,耐高温、高压等优点而被广泛应用于工业除尘领域。然而通过调研发现,旋风分离器内存在的排气管底部短路流、灰斗颗粒返混等二次流易导致颗粒在分离过程中逃逸,使其分离效率降低,可见分离器内部流场分布特性对其分离性能具有重要的影响。本课题以Stairmand高效旋风分离器为研究对象,采用数值模拟与实验相结合的方法,对分离器内部两相流流场分布特性进行研究,揭示分离器内二次流产生的原因及其对分离性能的影响。在此基础上确定了内置防返混锥结构优化措施,并得出防返混锥的最佳几何尺寸、安装位置和该结构优化措施适用的运行条件,主要研究工作及结论如下:首先,采用Fluent软件对旋风分离器两相流流场进行数值模拟分析,并在此基础上,通过DPM采样功能对颗粒逃逸量进行量化,获得影响旋风分离器分离效率的因素及其重要度依次为灰斗颗粒返混、排气管底部短路流、分离空间纵向环流等其他因素。其次,以分离效率及分离器压降为评价指标,探究防返混锥几何尺寸及安装位置对分离器分离性能的影响。结果表明防返混锥的最佳底面直径为0.84B,最佳安装位置为防返混锥底面与锥口垂直距离0.375B≤B≤0.5B,与无防返混锥旋风分离器相比,总分离效率增加11.5%,分离器压降增加8.29%,即内置防返混锥结构优化措施是在增加少量压降的基础上提高分离器分离效率。并搭建与数值模拟几何尺寸相同的实验台,对七种不同工况分离器分离性能参数进行测定,实验测量结果与模拟结果趋势一致,说明了结构优化措施的有效性和数值模拟方法的准确性。最后,以分离效率及分离器压降为评价指标,探究运行条件对分离器分离性能的影响。结果表明防返混锥对灰斗颗粒返混的抑制作用随入口速度的增加而减弱,总分离效率随入口速度的增加先增加后减小,压降与入口体积流量平方成正比;不同入口颗粒浓度下,防返混锥对灰斗颗粒返混的抑制作用差异较小,总分离效率随入口颗粒浓度的增加而增加,压降随入口颗粒浓度的增加而减少。

关键词：旋风分离器颗粒返混总分离效率分级效率压降

出入口结构及入口气速对旋风分离器内旋流非稳态特性的影响

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出入口结构及入口气速对旋风分离器内旋流非稳态特性的影响

作者：董振洲太原理工大学

学位级别：硕士

旋风分离器的内流场是三维强湍流场,对不同结构的旋风分离器的内流场进行研究分析,能够为提高旋风分离器的捕集效率提供依据。现代高效旋风分离器已能基本除净粒径大于10μm的颗粒,但对于5μm以下的超细颗粒的捕集能力仍需进一步挖掘。... 详细信息

旋风分离器的内流场是三维强湍流场,对不同结构的旋风分离器的内流场进行研究分析,能够为提高旋风分离器的捕集效率提供依据。现代高效旋风分离器已能基本除净粒径大于10μm的颗粒,但对于5μm以下的超细颗粒的捕集能力仍需进一步挖掘。在旋风分离器的内流场中,旋进涡核(Precessing Vortex Core,简称PVC)旋转特性能够明显的影响小颗粒的逃逸。本文应用计算流体力学模拟方法对不同插入管直径De和旋风分离器横截面积与入口面积之比K下的旋风分离器内的流场进行模拟,获得了入口气速与进、排气结构尺寸对切向速度和轴向速度、短路流量、涡核的旋转频率以及涡核中心偏离分离器几何中心的距离的影响规律。并得到了它们对颗粒收集效率、返混夹带率和短路流逃逸率的影响。通过对模拟结果的进一步分析,发现在排尘口处加设顶锥可以削弱涡核摆动。通过稳涡结构与无稳涡结构的对比,定量描述出入口气速、涡核旋转频率及摆动幅值、颗粒返混情况三者之间的量化关系。同时,探讨了旋进涡核在排尘口处的失稳现象产生的原因。论文主要内容和结果有:(1)分析了设备出入口结构与气速变化对旋风分离器内流场中最大切向速度的分布规律,并得到了切向速度随De、K的变化趋势,及顶锥对切向速度造成的影响。(2)对比研究了设备出入口结构对旋风分离器内流场中轴向速度分布趋势,发现了De、K和顶锥对滞流层及上下行流分界面直径的影响规律。(3)考察了设备出入口结构对旋风分离器的短路流影响程度,总结出短路流量大小、位置和发生区域随De与K的变化规律及顶锥对短路流的影响。同时,分析了三者对下行流的影响。(4)描绘出了不同结构参数与气速下旋进涡核的旋转特性并总结了其变化规律。(5)细化了颗粒收集效率、返混夹带率和短路流逃逸率三者与结构参数之间的关系,并建立了涡核旋转特性与返混夹带率的模型。(6)提出了汇流损失超过某一阈值后会造成排尘口处的旋进涡核产生失稳现象这一概念。

关键词：旋风分离器内流场旋进涡核颗粒返混径向汇流

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旋风分离器底部抽气的试验与模拟研究

旋风分离器底部抽气的试验与模拟研究

作者：宋学玲中国石油大学(北京)

学位级别：硕士

旋风分离器结构简单但流场复杂,内部流动除了内外双层强旋湍流的主旋流型外,还存在着顶部环流、升气管下口短路流、底部排料段旋涡不稳定摆动等多处不利于分离的“二次流”。如由于旋涡尾端的摆动,在排料口处内旋流不稳定,将旋风分离器... 详细信息

旋风分离器结构简单但流场复杂,内部流动除了内外双层强旋湍流的主旋流型外,还存在着顶部环流、升气管下口短路流、底部排料段旋涡不稳定摆动等多处不利于分离的“二次流”。如由于旋涡尾端的摆动,在排料口处内旋流不稳定,将旋风分离器底部已浓集的颗粒重新带入到内旋流中,形成灰斗处的颗粒返混和夹带,从而影响分离器的分离效率和操作性能。目前针对该问题尚无有效的解决方案,相关的研究工作主要包括对分离器的结构进行优化和对旋风分离器内旋涡流动进行干预控制两个方面。因此,本文通过试验和FLUENT数值模拟的方法考察了抽气率对旋风分离器内流场的影响,抽气方式、抽气位置及抽气量对旋风分离器压降以及效率的影响。研究内容和结论有:1)以排料底部抽气旋风分离器试验结果为研究背景,采用数值模拟的方法针对其试验进行了旋风分离器的流场分析。模拟发现:底部抽气对分离器内流场及压降的影响与旋风分离器的入口气速V大小有关。调节入口气速大小(V=5m/s～V=20m/s),旋风分离器切向速度、轴向速度及总压降随着入口气速的增加而逐渐增大;改变旋风分离器底部抽气率,当V低于10m/s下抽气,随抽气率的增加,切向速度增大,上行轴向速度降低,下行轴向速度略微增加,分离器总压降随抽气率的增加而逐渐增大,当V高于10m/s下抽气,随抽气率的增加,切向速度略微增大,上行轴向速度降低,下行轴向速度显著增加,分离器总压降随抽气率的增加而逐渐减小。2)搭建了一套直径D300的底部抽气的旋风分离器冷模试验系统,进行底部抽气的试验和流场模拟。试验表明:在V=10、15、20m/s三个气速工况下抽气,抽气率的增加,压降逐渐降低,降低幅度约5%～7%;分离效率则随抽气增加先增后降,抽气率约在3%时分离效率达到最高,分离效率提高约2.4%～5.6%。数值模拟考察高低两种入口气速下旋风分离器的流场,模拟表明,低入口气速V=7m/s时抽气,切向速度增幅较高且轴向速度出现滞流现象,分离器压降增大;高入口气速V=20m/s时抽气,切向速度增幅很小,且分离器压降降低;气固两相分离效率模拟结果显示两种入口气速下最佳抽气率均不宜高于10%。3)进一步考察了抽气方式的影响,对灰斗开缝结构的旋风分离器抽气进行的数值模拟表明:灰斗开缝结构抽气能显著提高旋风分离器的切向速度,同时降低旋风分离器压降,但改变抽气率后分离器压降变化较小,对于该结构而言,最佳抽气率为3%。此外,对旋风分离器料腿中部中心和边壁抽气进行的数值模拟显示:在这两个位置抽气均会干扰灰斗及料腿内的流场,加剧流场不对称性,并且随着抽气量的增加,其紊乱程度增加,切向速度逐渐减小,因此不能改善旋风分离器的性能。

关键词：旋风分离器抽气率颗粒返混入口气速数值模拟