简述旋风分离器性能的优化
流化催化裂化装置旋风分离器的研究及分离效率的优化

流 化催 化 裂化 ( F C C)装 置是 现 今 发展 相 当迅 速 的炼 油再 加. T 二 装置 之一 。在 F C C装置 中 , 催 化 剂
耗量 是 主要 技术 指标 之 一 。在大 量 的催 化剂 消耗 的
减少 F C C装 置催 化 剂损 耗 。
1 旋 风分离器 的流动形 态
Ab s t r a c t : Th e me c h a n i s m o f c y c l o n e s e p a r a t i o n o f c y c l o n e s e p a r a t o r wa s a n a l y z e d a s we l l a s f a c t o r s a fe c t i n g t h e
旋 风 分离 器 内主要 分 为气 固两项 ,而气 流作 为 流动 力 的主要 来 源 。 由于流体 两 相掺 杂 ,也 导致 了 比较 复 杂 的刘东 情况 。两相 气流 由切线 进人 ,形 成
H AO T i a n - g e , Y UJ i a o - y a n g , X I A Z h i - p e n g , Q i o n g
( HQ C L i a o n i n g C o mp a n y , L i a o n i n g S h e n y a n g 1 1 0 1 6 9 , C h i n a )
方 法 ,二 三 级旋风分离器的一些实际 问题 的解决方 法以及四级旋风分离器安装过程 中的一些注意事项 。
关 键
词 :流化催化裂化;旋风分离器;分离效率优化;三级旋风分 离器
文献标识码 : A 文章编 号 : 1 6 7 1 — 0 4 6 0( 2 0 1 7 )0 4 — 0 7 0 0 — 0 4
流化催化裂化装置旋风分离器的研究及分离效率的优化

流化催化裂化装置旋风分离器的研究及分离效率的优化郝天歌;于姣洋;夏志鹏;吴琼【摘要】The mechanism of cyclone separation of cyclone separator was analyzed as well as factors affecting the separation efficiency,how to improve the separation efficiency of cyclone separator wasdiscussed.Finally,some suggestions on efficiency optimization of the two-stage cyclone separator in reactor-regenerator device in FCC were presented as well as some practical solution to the problems of third-stage cyclone,the precautions during the forth-level cyclone installment process.%首先从旋风分离器的分离原理及影响分离效率的诸多因素人手,对提高旋风分离器分离效率进行了研究和探讨,最后提出了在FCC装置设计过程中,反再两器中的两级旋风分离器分离效率优化的一些建议和方法,三级旋风分离器的一些实际问题的解决方法以及四级旋风分离器安装过程中的一些注意事项.【期刊名称】《当代化工》【年(卷),期】2017(046)004【总页数】4页(P700-703)【关键词】流化催化裂化;旋风分离器;分离效率优化;三级旋风分离器【作者】郝天歌;于姣洋;夏志鹏;吴琼【作者单位】中国寰球工程公司辽宁分公司,辽宁沈阳110169;中国寰球工程公司辽宁分公司,辽宁沈阳110169;中国寰球工程公司辽宁分公司,辽宁沈阳110169;中国寰球工程公司辽宁分公司,辽宁沈阳110169【正文语种】中文【中图分类】TE624流化催化裂化(FCC)装置是现今发展相当迅速的炼油再加工装置之一。
化工原理简答题

化工原理简答题1.流化床的压降与哪些因素有关?可知,流化床的压降等于单位界面床内固体的表观重量〔即重量浮力〕,它与气速无关而始终保持定值。
2.因某种缘故使进入降尘室的含尘气体温度升高,假设气体质量及含尘情形不变,降尘室出口气体的含尘量将有何变化?缘故何在?处于斯托克斯区时,含尘量升高;处于牛顿定律区时,含尘量降低处于斯托克斯区时,温度改变要紧通过粘度的变化而阻碍沉降速度。
因为气体年度随温度升高而增加,因此温度升高时沉降速度减小;处于牛顿定律区时,沉降速度与粘度无关,与有一定关系,温度升高,气体降低,沉降速度增大。
3.简述旋风分离器性能指标中分割直径d p c的概念通常将通过旋风分离器后能被除下50%的颗粒直径称为分割直径d p c,某些高效旋风分离器的分割直径可小至3~104.什么是颗粒的自由沉降速度?当一个小颗粒在静止气流中降落时,颗粒受到重力、浮力和阻力的作用。
假如重力大于浮力,颗粒就受到一个向下的合力〔它等于重力与浮力之差〕的作用而加速降落。
随着降落速度的增加,颗粒与空气的摩擦阻力相应增大,当阻力增大到等于重力与浮力之差时,颗粒所受的合力为零,因而加速度为零,此后颗粒即以加速度为零时的瞬时速度等速降落,这时颗粒的降落速度称为自由沉降速度〔U t〕5.实际流化现象有哪两种?通常,各自发生于什么系统?散式流化,发生于液-固系统;聚式流化,发生于气-固系统6.何谓流化床层的内生不稳固性?如何抑制〔提高流化质量的常用措施〕?空穴的恶性循环增加分布板阻力,加内部构件,用小直径宽分布颗粒,细颗粒高气速操作7.关于非球形颗粒,当沉降处于斯托克斯定律区时,试写出颗粒的等沉降速度当量直径d e的运算式8.在考虑流体通过固定床流淌的压降时,颗粒群的平均直径是按什么原那么定义的?以比表面积相等作为准那么流淌阻力要紧由颗粒层内固体表面积的大小决定,而颗粒的形状并不重要9.气体中含有1~2微米直径的固体颗粒,应选用哪一种气固分离方法?10.曳力系数是如何定义的?它与哪些因素有关?)2/u A /(F 2p D ρζ=与R e p =μρ/u d p 、ψ有关11.斯托克斯定律区的沉降速度与各物理量的关系如何?应用的前提是什么?颗粒的加速段在什么条件下可忽略不计?)18/(g )(d u p 2t μρρ-=R e <2颗粒p d 专门小,t u 专门小12.重力降尘室的气体处理量与哪些因素有关?降尘室的高度是否阻碍气体处理量?沉降室底面积和沉降速度不阻碍。
旋风分离器气固两相流数值模拟及性能分析共3篇

旋风分离器气固两相流数值模拟及性能分析共3篇旋风分离器气固两相流数值模拟及性能分析1旋风分离器气固两相流数值模拟及性能分析旋风分离器是一种广泛应用于化工、环保、电力等领域的气固分离设备,其利用离心力将气固两相流中的颗粒物分离出来,一般被用作除尘和粉尘回收设备。
本文将介绍旋风分离器的气固两相流数值模拟及性能分析。
气固两相流是指气体与固体颗粒混合物流动的状态。
旋风分离器中的气固两相流在进入设备后,经过导流装置后便会进入旋风筒,此时气固两相流呈螺旋上升流动状态,颗粒物受到离心力的作用被抛向旋风筒壁,而气体则从旋风筒顶部中心脱离,从出口排放。
因此,旋风分离器气固两相流的流体物理特性显得尤为重要。
本文采用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)方法对旋风分离器气固两相流进行数值模拟。
对于气体流动部分,采用了二维轴对称的控制方程式,包括连续性方程、动量方程和能量方程,而对于颗粒物流动部分,采用了颗粒物轨迹模型(Particle Tracking Model,PTM)。
在数值模拟过程中,采用了FLUENT软件进行求解,其中的数值算法采用双重电子数法(Electron Electrostatic Force Field,E3F2)。
数值模拟结果显示,在旋风分离器中,气体的流速主要集中在筒壁附近,而在离筒中心较远的地方,则流速较慢,颗粒物则以螺旋线的方式向旋风筒壁移动,并沿着筒壁向下运动。
颗粒物在旋风筒中受到离心力的作用后,其分布状态将随着离心力的变化而变化,最终沉积在筒壁处。
数值模拟结果还表明,旋风分离器的分离效率随着旋风筒直径的增加而增加。
为了验证数值模拟结果的可信度,实验室制作了一个小型旋风分离器进行了实验研究。
实验结果表明,数值模拟与实验结果相比较为一致,通过数值模拟可以较好地描述旋风分离器中气固两相流动的情况并用于性能预测。
综合来看,数值模拟是一种较为有效的旋风分离器气固两相流性能分析方法,可以较好地预测旋风分离器的分离效率和颗粒物的分布状态,为旋风分离器的设计和优化提供了有力支持综上所述,本文利用数值模拟方法和实验研究相结合的方式,对旋风分离器的气固两相流动性能进行了分析。
《旋风分离器高度和直径对性能及流场的影响》范文

《旋风分离器高度和直径对性能及流场的影响》篇一一、引言旋风分离器是一种利用离心力将固体颗粒从气流中分离出来的设备。
在许多工业过程中,如燃烧、粉体制备等,旋风分离器因其高效的分离能力而被广泛应用。
分离器的性能及流场状态对其运行效率和颗粒的收集效率具有重要影响。
本文将着重探讨旋风分离器的高度和直径对性能及流场的影响。
二、旋风分离器的基本原理和结构旋风分离器的基本原理是利用气流中的固体颗粒在旋转运动中的离心力作用,使颗粒在到达外围区域时与气相分离,从而达到清洁气流的目的。
其主要结构包括进气口、圆柱形部分、上升锥段和旋风收集器等。
其中,上升锥段和旋风收集器的设计对分离器的性能具有重要影响。
三、高度对性能及流场的影响1. 高度对性能的影响:旋风分离器的高度主要影响其处理能力和分离效率。
随着高度的增加,气流在分离器内的停留时间增长,颗粒有更多的机会与壁面接触并沉降,从而提高分离效率。
然而,过高的高度也可能导致气流在上升过程中扩散过大,降低中心区域的离心力,从而影响分离效果。
2. 高度对流场的影响:高度对流场的影响主要体现在气流的速度分布和湍流强度上。
随着高度的增加,气流速度逐渐降低,湍流强度也相应减小,这有助于颗粒的沉降和气流的稳定。
然而,过高的高度可能导致气流在上升过程中出现涡流和回流现象,影响流场的均匀性。
四、直径对性能及流场的影响1. 直径对性能的影响:旋风分离器的直径直接影响其处理量。
较大的直径可以允许更多的气流进入分离器,从而提高处理能力。
然而,直径过大可能导致颗粒在旋转运动中的离心力不足,降低分离效率。
因此,在设计和选择旋风分离器时需要综合考虑处理能力和分离效率的需求。
2. 直径对流场的影响:直径对流场的影响主要体现在气流的均匀性和稳定性上。
较大的直径可以提供更广阔的空间供气流旋转和扩散,有助于保持气流的均匀性和稳定性。
然而,过大的直径可能导致中心区域的离心力降低,从而影响颗粒的沉降效果。
因此,在满足处理需求的前提下,应尽量选择合适的直径以优化流场分布。
循环流化床旋风分离器参数优化模拟

不 断提高 , 社会 对能 源 的需 求量越 来越 大 , 源利用 能 过程 中 的环 境 污染 问题也 日益 严 重 , 中大 气 污染 其 是 一个较 为 突 出 的方 面 _ 。在 直 接燃 烧 的 燃料 中 , 】 j
燃 煤排放 的大气 9 % S ’7% 的 C 8% 的 C 2 6 大 0 0 ,1 O,5 O,
n mi s a c
1 前 言
随着 工业化 进程 的持 续发展 和人 民生活 水平 的
硫( 烟气脱 硫 ) 1 中烟气 脱硫 是 目前 控 制 S 2 [ 。其 4 O 气 体 排放 最有效 和应用 最广 的技术 』 环流 化床 烟 。循 气脱 硫工 艺是 一种 适 合 我 国 国情 的 烟气 脱 硫技 术 , 必 将成 为我 国烟气 脱硫 的主流 工艺 , 因此 , 开发循 环 流化床 烟气脱 硫装 置具有 广 阔的市场 前景 l 。循 环 _ 5 j 流化床 烟气脱 硫装 置 中有一个 重要 的部件 就是旋 风 分 离器 , 分离 器运 行参 数 和 分 离效 率 直 接影 响到 流 化床烟气脱离装置的脱硫效率_ 。所以其研究价值 6 j 不 言而 喻l 。本 文通 过 C D软 件 对 参数 进 行 优 化 7 J F 模拟 , 并与 实验相 比较 , 实验装 置简 图见 图 1 。
杨忠国 .谢安国 : , - 王志涛。
( . 宁科 技 大学材料 学院 , 宁 1辽 辽 鞍 山 144 ;2 黑龙 江八 一农 垦大学 工程 学 院 , 104 . 黑龙 江 大庆 131) 639
摘 要: 为提 高循环流化床旋风分 离器的分 离效率 , 文章采 用计算流体力学( F ) C D 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 。 关键 词 : 环流化 床 ; 循 结构参数 ; 操作 参数 ; 计算 流体 力学 中图分 类 号 :K 2 . 文献标 识码 : 文 章编 号 :0 2 3 9(0 8 6 56—0 T 296 6 A 10 —6 3 2 0 )0 —0 2 2
重油催化装置旋风分离器问题分析及改进措施

重油催化装置旋风分离器问题分析及改进措施摘要:三级旋风分离器是决定流化催化裂化炼油系统能量回收装置使用寿命的关键三级分离器是用于炼油工业中针对催化裂化程序的主要回收装置,在炼油系统中担任第三极旋风分离器,在催化裂油程序中,前两级分离装备并没有全部把烟气清理干净,第三级分离器主要任务就是把再生机器旋风分离器未能完成的任务高质量完成,从在再生烟气中分离出催化微粒,为烟气透平机提供高温高压烟气,保证透平机的使用寿命。
关键词:重油催化装置三级旋风分离器问题分析及改进措施重油在催化裂化过程中会造成严重的能量流失问题,大量的能量随着烟气被放空,如果采取一定的技术措施,采用再生烟气能量回收技术,那么得到的结果会是相当可观的。
提高重油催化裂化能量回收技术是非常重要的,针对能量回收,研发制定合格的旋风分离器是至关重要的。
一、三级旋风分离器重油催化裂化过程中会产生较多的具有高温高压的再生烟气,这些烟气有很大的位能,炼油过程中往往会通过烟气轮机来回收再生烟气所具备的能量,烟气产生的同时伴有催化颗粒的产生,损坏烟机,造成烟叶磨损,转盘等部位的损伤,影响烟机的工作效率及使用寿命。
重油催化裂化过程中,对于再生烟气产生的催化颗粒有严格要求,包括含烟浓度和颗粒大小。
在烟气轮机回收压力能的前提工作中,需要对再生烟气进行规划和清理,固化分离,进一步分化再生烟气,按照分化器的分化顺序称之为第三级旋风分离器。
二、旋风分离器的种类旋风分离器的工作原理依据于离心率,利用含尘气体旋转时产生的离心力把粉尘从气流中分离出来,属于一种干式气固分离装置。
1.气流导入方式的不同,分离器分为切流反转式旋风分离器和轴流式旋风分离器。
其中切流反转式分离器是最常见的型号,从筒体的侧面导入烟尘气体,气流旋转向下进入椎体,到达端点之后反转向上,通过排气管排出清洁气体。
轴流式旋风器利用气流旋转原理,尘烟进入筒体之后,呈圆周运动,气流向下向锥体移动,呈螺旋形。
通过重力和离心力的作用,粉尘顺着器壁落入锥体中,轴流式旋风器旋转的切向速度随着锥体的半径变化而变化,切向速度到达临界点的同时气流会由向下螺旋运动变为向上螺旋运动,称之为内旋气流。
旋风分离器的几个问题

旋风分离器的几个问题旋风分离器设计中应该注意的问题旋风分离器被广泛的使用已经有一百多年的历史。
它是利用旋转气流产生的离心力将尘粒从气流中分离出来。
旋风分离器结构简单,没有转动部分。
但人们还是对旋风分离器有一些误解。
主要是认为它效率不高。
还有一个误解就是认为所有的旋风分离器造出来都是一样的,那就是把一个直筒和一个锥筒组合起来,它就可以工作。
旋风分离器经常被当作粗分离器使用,比如被当做造价更高的布袋除尘器和湿式除尘器之前的预分离器。
事实上,需要对旋风分离器进行详细的计算和科学的设计,让它符合各种工艺条件的要求,从而获得最优的分离效率。
例如,当在设定的使用范围内,一个精心设计的旋风分离器可以达到超过99.9%的分离效率。
和布袋除尘器和湿式除尘器相比,旋风分离器有明显的优点。
比如,爆炸和着火始终威胁着布袋除尘器的使用,但旋风分离器要安全的多。
旋风分离器可以在1093 摄氏度和500 ATM的工艺条件下使用。
另外旋风分离器的维护费用很低,它没有布袋需要更换,也不会因为喷水而造成被收集粉尘的二次处理。
在实践中,旋风分离器可以在产品回收和污染控制上被高效地使用,甚至做为污染控制的终端除尘器。
在对旋风分离器进行计算和设计时,必须考虑到尘粒受到的各种力的相互作用。
基于这些作用,人们归纳总结出了很多公式指导旋风分离器的设计。
通常,这些公式对具有一致的空气动力学形状的大粒径尘粒应用的很好。
在最近的二十年中,高效的旋风分离器技术有了很大的发展。
这种技术可以对粒径小到5微米,比重小于1.0的粒子达到超过99%的分离效率。
这种高效旋风分离器的设计和使用很大程度上是由被处理气体和尘粒的特性以及旋风分离器的形状决定的。
同时,对进入和离开旋风分离器的管道和粉尘排放系统都必须进行正确的设计。
工艺过程中气体和尘粒的特性的变化也必须在收集过程中被考虑。
当然,使用过程中的维护也是不能忽略的。
1、进入旋风分离器的气体必须确保用于计算和设计的气体特性是从进入旋风分离器的气体中测量得到的,这包括它的密度,粘度,温度,压力,腐蚀性,和实际的气体流量。
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简述旋风分离器性能的优
化
摘要:综合了国内众多优秀论文的观点,从旋风分离器的结构设计、故障排除等角度讲述了提高旋风分离器工作效率,减少压降、阻力(延长使用寿命)的优化措施。
阐述了工艺优化后旋风分离器性能上的改善,为进一步扩展其应用领域提供了必要的依据。
关键词:旋风分离器:分离效率;压降;使用寿命;性能优化
0 引言
旋风分离器作为一种重要的除尘设备,在石油化工、燃煤发电等许多行业都得到广泛应用。
但是,由于其除尘效率一般多在90%左右,同时对粉尘粒径较小的粉尘除去效果一般,故对于除尘要求较高的生产场合,它一般只作为多级除尘中的一级除尘使用。
这就使得旋风除尘器的使用条件受到了很大的限制。
本文综合了国内众多优秀论文的观点,从旋风分离器的结构设计、故障排除等角度论述其性能优化的方法措施,使旋风分离器能适用于更广阔的应用领域。
1 旋风分离器结构设计对其性能优化的影响
1.1 旋风分离器与多孔材料的组合
人们为提高旋风分离器的效率,做了许多努力:将金属多孔材料安置于旋风分离器中,组合成的旋风—过滤复合式除尘器就是其中之一。
这种结构设计在锥筒底部加了一段直管,机器到了增加分离的目的,又起到减缓旋流的目的,以避免二次扬尘的产生。
为此,实验人员做了相关的测定实验,选取了铁合金冶炼粉尘等4种直径大小从0.05μm~10μm的不等的颗粒(基本上涵盖了所有常见粉尘的粒径范围),让实验更具有广泛的实用性,分离效率可大幅提高至近100%。
实验结束后,用氮气反吹滤管后,得到的结果非常理想,可进行再次实验,即实验的再生效果好。
1.2 改变入口切入角及外筒直径对旋风分离器性能的影响
影响旋风分离器性能的因素有很多,可以从改变其入口切入角和外筒直径这两个方面考虑工艺的优化。
根据模拟结果显示,r=6000mm、θ=7.5°构造的旋风分离器效率接近95%,分离效果较好。
现实验人员研究的就是在此基础上的设计优化。
首先,把入口切入角θ改为θ=9°及θ=6°两组,发现θ=9°比θ=6°入口速度高,但速度衰减慢,速度场分布均匀,速度偏差小,减少了对颗粒的二次卷吸,在外筒壁面处速度高,分离效率提高了。
其次,实验人员将外筒直径由6000mm变更为5600mm、5800mm、6200mm、6400mm,发现当直径增大,离心力作用小,分离效率降低;直径减少后,分离效果好,但由于在下部形成内旋涡卷吸了一些下沉颗粒,分离效果下降。
故可利用此外筒直径与分离效率的变化关系,寻找最合适的外筒直径大小,以达到最佳的分离效率。
1.3加装循环管和防液罩对旋风分离器性能的影响
对旋风分离器加装循环管前后进行实验对比分析可知,加装循环管的旋风分离器压降小于不带循环管的分离器,这就是说,带循环管的旋风分离器在入口摩擦损失、器内气流旋转的动能损失等方面均要小于不带循环管的分离器。
防液罩的存在对分离器压降影响不大,但带防液罩的分离器在不同高度剖面上的切向速度明显大于不带防液罩的分离器,那么他的分离效率就会相应提高。
因此,防液罩可以在不增加压降损失的同时,进一步提高切向速度,从而提高气、液相的分离效率。
1.4新设计样式的旋风分离器与旋风分离器性能的影响
已有许多研究人员着手于新型旋风分离器的设计与研究,新型双蜗壳旋风分离器就是新设计出的一种新型旋风分离器。
他的上行流区的静压变化为顺压梯度,有利于气体的顺利排出,减少旋风分离器的压力损失。
另外,循环式旋风分离器也有着提高分离效率,降低系统能耗的作用。
2 排除故障以优化旋风分离器的效率
2.1 消除三旋单管堵塞
笔者以比较常见的三级旋风分离器为例,简述通过工艺手段,消除由于
催化剂粉尘在胆管底部累积而造成的胆管堵塞现象。
专家对三旋单管的开孔排尘结构构造进行改造,目的是加强排尘锥体内的粉尘旋转。
改造后大部分粉尘通过扩大的侧面排尘口及时通畅地排出单管,不会悬浮在排尘口上形成形成灰环,提高分离效率。
2.2 改进加剂位置
旋风分离器一再旋分,工况苛刻,且新鲜催化剂存在高温水热失活。
针对这一工艺缺点,专家建议可采用加新鲜催化剂到二再烧焦罐下部的加剂线路,减少新鲜剂的细粉跑损。
这样做可减少催化剂的损失,使其得到更合理的利用,既提高效率,又节约了原料。
3 利用旋风分离器尾气中的水分提高分离效率
实际生产中,在使用旋风分离器进行除尘时,运用“半干法”可高效地除去普通方法难以除去的超细颗粒。
Rushton A. 等学者在实验中发现:当气体相对湿度在38%以上时,细小的粉尘又团聚作用,使小颗粒的排放比率大大减少,效率提高。
利用旋风分离器的后面向尾气中直接喷入雾化程度很高的水或水蒸气,使气体相对湿度φ≥38%,可以让分离效率大大提高,且同时降低了分离过程中的阻力。
4 结语
以上就是近几年国内专家学者们对旋风分离器性能优化所作出的尝试、探讨与实践,在这些事件的过程中,仍然有许多问题需作进一步讨论。
减少压降与提高分离效率成了旋风分离器性能优化的两大主调,急需处理的技术核心。
相信在不久的将来,专家和学者们会在结构设计、分离方法上,有所突破、有所创新,以实现延长旋风分离器寿命,提高其工作效率的最终目的。
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