旋风分离器的选型计算
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摘 要 ：旋风分离器是 指采用离心沉降的原理对气流 中所含 固体颗粒或液滴进行分离的设备 ，工业中一般 采用标准 旋风分离器的结构 比例参数进行旋 风分离器的设计 ，通过实 际项 目中选 用的旋风分离器的具体数据 ， 总结 出进行旋风分离器选 型计算所需要 的参数 、所 采用 的具体计算方 法和步骤 。 关 键 词 ：离心沉 降 ；旋 风分离器 ；人 口气 速 ；允许 压降 ；阻力系数 中 图分 类 号 ：ＴＥ ６２４．４ １ 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ： １６７１—０４６０ （２０１８）０２—０４１５—０３
ｕｓｅｄ ｔｏ ｄｅｓｉｇｎ ｃｙｃｌｏｎｅ ｓｅｐａｒａｔｏｒ ｉｎ ｉｎｄｕｓｔｒｙ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｄａｔａ ｏｆ ｃｙｃｌｏｎｅ ｓｅｐａｒａｔｏｒｓ ｉｎ ａｃｔｕａｌ ｐｒｏｊｅｃｔ，ｔｈｅ
ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ ｓｔｅｐｓ ｏｆ ｔｙｐｅ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｙｃｌｏｎｅ ｓｅｐａｒａｔｏｒ ｗｅｒｅ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ． Ｋ ｅｙｗｏｒｄｓ：Ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌ ｓｅｔｔｌｉｎｇ；Ｃｙｃｌｏｎｅ ｓｅｐａｒａｔｏｒ；Ｉｎｌｅｔ ｇａｓ ｖｅｌｏｃｉｔｙ；Ａ ｌｌｏｗａｂｌｅ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｄｒｏｐ；Ｄｒａｇ ｃｏｅｆ ｉ ｃｉｅｎｔ
Ｔｙｐｅ Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｙｃｌｏｎｅ Ｓｅｐａｒａｔｏｒ
ＬＩＵ Ｈｎｇ （ＣＮＰＣ Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ Ｒｅｆｉｎｉｎｇ＆ Ｃｈｅｍ ｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｌｉａｏｎｉｎｇ Ｄａｌｉａｎ １１６０８５，Ｃｈｉｎａ）
Ａ ｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｃｙｃｌｏｎｅ ｓｅｐａｒａｔｏｒ ｉｓ ａ ｅｑｕｉｐｍ ｅｎｔ ｔｏ ｓｅｐａｒａｔｅ ｓｏｌｉｄ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｏｒ ｄｒｏｐｌｅｔｓ ｉｎ ｇａｓ ｆ ｌｏｗ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌ ｓｅｄｉｍ ｅｎｔａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｓｔａｎｄａｒｄ ｃｙｃｌｏｎｅ ｓｅｐａｒａｔｏｒ ａｒｅ ａｌｗａｙｓ
第 ４７卷 第 ２期 ２０１８年 ２月
Hale Waihona Puke Baidu
当 代 化 工
Ｃｏｎｔｅｍｐｏｒａｒｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ
Ｖｏ１．４７， Ｎｏ．２ Ｆｅｂｒｕａｒｙ， ２０１ ８
旋风分 离器 的选 型计算
刘 莹
（中国石 油集 团东 北炼 化 工程 有限公 司 ， 辽 宁 大连 １１６０８５）
细粉 罐操 作压 力 ：０．０７ＭＰａ（负压 ）； 细粉罐 操 作温度 ：常温 ～４７５ｃＣ； 旋 风分 离 器入 口空气 （含催 化剂 ）流量 ：５９４ｍ ／ｈ。
收稿 日期 ： ２０１ ７一ｌ０－２４ 作 者 简 介 ：刘 莹 （１９７９一），女 ，辽 宁省 大连 市 人 ，工 程 师 ，２００２ 年 毕业 于 辽 宁石 油 化工 大 学 石油 加 工专 业 ，研 究 方 向 ：炼 油化 工 。Ｅ－ｍａｉｌ
Ｍ Ｐ
ｐ 而
， 、
（２）
式 中 ： 气体 密度 ，ｋｇ／ｍ ； ＿一。空气 摩 －７质 量 ，ｇ／ｍｏｌ；
Ｐ一 压 强 ， ｋＰａ： 一 理 想气体 常 数 ，８．３ １４Ｊ／（ｇ·Ｋ】。
则 有 ｐ ｐ ＝面 面ＭＰ ＝
＝０． ３３～ ０．８３ ｋｇ／ ｍ
根据 （１）有 ：
１ 基础资料
１．１ 工 艺流 程 有关 此旋 风 分离 器 的工艺 系统 流程 图如 图 １。
图 １ 旋 风 分 离 器 工 艺 流 程 图
Ｆｉｇ．１ Ｐｒｏｃｅｓｓ ｄｒａｗ ｉｎｇ ｏｆ ｃｙｃｌｏｎｅ ｓｅｐａｒａｔｏｒ
在流 程 图 中 ，Ｄ一００２即 为新 增 的旋 风分 离 器 。 １．２ 相关 数据
沉 降是 通 过机械 原 理分离 气 液和气 固或液 液非 均 相物 系 的重要 方法 之一 。其 原 理是依 托 重力 或惯 性 离心 力 ，根据 分散 相 与连续 相 之 间的密 度并 不相 同，使其发生相对运动 ，从而将不同介质进行分离 的过程 。沉 降 过程从 更详 细 的分 离原 理上 ，可 以分 为 重力 沉 降和离 心沉 降 。在炼 油 厂 中经常 碰到 这些 沉 降过 程 ，原 油 的脱 水及 蒸馏 塔顶 的油 、水分 离是 重 力沉 降 ；催 化 裂化 是 目前 主要 的石 油二 次加 工过 程 …，其 再 生器 中的旋 风分 离器 ，是 采用 惯 性离 心 力 的作 用从 烟道 气 中分离 出催 化 剂颗粒 ，旋风 分离 器 的工 作状 况直 接影 响装 置 的运行 。
ｌｉｕｙｉｎｇ—ｄｌ＠ｃｎｐｃ．ｃｏｍ．ｃｎ。
４ｌ６
当 代 化 工
２０１８年 ２月
２ 选 型计算
标 准类 型 的旋风分 离 器如 图 ２所示 。
取此 系数 为 ８ ，空气 密度 在常 温 至 ４７５ ｃ《＝范 围 内 （压 强大 小为 负压 ０．０７ＭＰａ），含 催 化剂 空气 流量 为 ５９４ｍ ／ｈ，根 据气 体状 态 方程有 下 式 ：
某 石化公 司催化 装 置在需 要对 现有 催 化剂储 存 及 回收 系统 进行 了改 造 ，新 增 了一个 催 化剂 细粉 罐 ， 以对 三 旋细 粉进 行 回收定 点排 放来 减少 污染 ，同时 可 用 于平衡 催 化剂 的 回收 。罐顶设 有抽 真 空 系统给 催 化剂 提供 输送 动力 ，由于罐 内介 质 为催化 剂颗 粒 ， 为保 证 催化 剂 颗粒不 会 混入抽 真 空系 统 ，需在 此催 化 剂罐 的顶 部设 旋 风分 离器将 储 罐与抽 真 空 系统相 连 ，下 面 以此项 目为 例介 绍关 于旋 风分 离器 的选 型 。
图 ２ 标 准 旋 风 分 离器 结构 图
ｕｓｅｄ ｔｏ ｄｅｓｉｇｎ ｃｙｃｌｏｎｅ ｓｅｐａｒａｔｏｒ ｉｎ ｉｎｄｕｓｔｒｙ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｄａｔａ ｏｆ ｃｙｃｌｏｎｅ ｓｅｐａｒａｔｏｒｓ ｉｎ ａｃｔｕａｌ ｐｒｏｊｅｃｔ，ｔｈｅ
ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ ｓｔｅｐｓ ｏｆ ｔｙｐｅ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｙｃｌｏｎｅ ｓｅｐａｒａｔｏｒ ｗｅｒｅ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ． Ｋ ｅｙｗｏｒｄｓ：Ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌ ｓｅｔｔｌｉｎｇ；Ｃｙｃｌｏｎｅ ｓｅｐａｒａｔｏｒ；Ｉｎｌｅｔ ｇａｓ ｖｅｌｏｃｉｔｙ；Ａ ｌｌｏｗａｂｌｅ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｄｒｏｐ；Ｄｒａｇ ｃｏｅｆ ｉ ｃｉｅｎｔ
Ｔｙｐｅ Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｙｃｌｏｎｅ Ｓｅｐａｒａｔｏｒ
ＬＩＵ Ｈｎｇ （ＣＮＰＣ Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ Ｒｅｆｉｎｉｎｇ＆ Ｃｈｅｍ ｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｌｉａｏｎｉｎｇ Ｄａｌｉａｎ １１６０８５，Ｃｈｉｎａ）
Ａ ｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｃｙｃｌｏｎｅ ｓｅｐａｒａｔｏｒ ｉｓ ａ ｅｑｕｉｐｍ ｅｎｔ ｔｏ ｓｅｐａｒａｔｅ ｓｏｌｉｄ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｏｒ ｄｒｏｐｌｅｔｓ ｉｎ ｇａｓ ｆ ｌｏｗ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌ ｓｅｄｉｍ ｅｎｔａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｓｔａｎｄａｒｄ ｃｙｃｌｏｎｅ ｓｅｐａｒａｔｏｒ ａｒｅ ａｌｗａｙｓ
第 ４７卷 第 ２期 ２０１８年 ２月
Hale Waihona Puke Baidu
当 代 化 工
Ｃｏｎｔｅｍｐｏｒａｒｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ
Ｖｏ１．４７， Ｎｏ．２ Ｆｅｂｒｕａｒｙ， ２０１ ８
旋风分 离器 的选 型计算
刘 莹
（中国石 油集 团东 北炼 化 工程 有限公 司 ， 辽 宁 大连 １１６０８５）
细粉 罐操 作压 力 ：０．０７ＭＰａ（负压 ）； 细粉罐 操 作温度 ：常温 ～４７５ｃＣ； 旋 风分 离 器入 口空气 （含催 化剂 ）流量 ：５９４ｍ ／ｈ。
收稿 日期 ： ２０１ ７一ｌ０－２４ 作 者 简 介 ：刘 莹 （１９７９一），女 ，辽 宁省 大连 市 人 ，工 程 师 ，２００２ 年 毕业 于 辽 宁石 油 化工 大 学 石油 加 工专 业 ，研 究 方 向 ：炼 油化 工 。Ｅ－ｍａｉｌ
Ｍ Ｐ
ｐ 而
， 、
（２）
式 中 ： 气体 密度 ，ｋｇ／ｍ ； ＿一。空气 摩 －７质 量 ，ｇ／ｍｏｌ；
Ｐ一 压 强 ， ｋＰａ： 一 理 想气体 常 数 ，８．３ １４Ｊ／（ｇ·Ｋ】。
则 有 ｐ ｐ ＝面 面ＭＰ ＝
＝０． ３３～ ０．８３ ｋｇ／ ｍ
根据 （１）有 ：
１ 基础资料
１．１ 工 艺流 程 有关 此旋 风 分离 器 的工艺 系统 流程 图如 图 １。
图 １ 旋 风 分 离 器 工 艺 流 程 图
Ｆｉｇ．１ Ｐｒｏｃｅｓｓ ｄｒａｗ ｉｎｇ ｏｆ ｃｙｃｌｏｎｅ ｓｅｐａｒａｔｏｒ
在流 程 图 中 ，Ｄ一００２即 为新 增 的旋 风分 离 器 。 １．２ 相关 数据
沉 降是 通 过机械 原 理分离 气 液和气 固或液 液非 均 相物 系 的重要 方法 之一 。其 原 理是依 托 重力 或惯 性 离心 力 ，根据 分散 相 与连续 相 之 间的密 度并 不相 同，使其发生相对运动 ，从而将不同介质进行分离 的过程 。沉 降 过程从 更详 细 的分 离原 理上 ，可 以分 为 重力 沉 降和离 心沉 降 。在炼 油 厂 中经常 碰到 这些 沉 降过 程 ，原 油 的脱 水及 蒸馏 塔顶 的油 、水分 离是 重 力沉 降 ；催 化 裂化 是 目前 主要 的石 油二 次加 工过 程 …，其 再 生器 中的旋 风分 离器 ，是 采用 惯 性离 心 力 的作 用从 烟道 气 中分离 出催 化 剂颗粒 ，旋风 分离 器 的工 作状 况直 接影 响装 置 的运行 。
ｌｉｕｙｉｎｇ—ｄｌ＠ｃｎｐｃ．ｃｏｍ．ｃｎ。
４ｌ６
当 代 化 工
２０１８年 ２月
２ 选 型计算
标 准类 型 的旋风分 离 器如 图 ２所示 。
取此 系数 为 ８ ，空气 密度 在常 温 至 ４７５ ｃ《＝范 围 内 （压 强大 小为 负压 ０．０７ＭＰａ），含 催 化剂 空气 流量 为 ５９４ｍ ／ｈ，根 据气 体状 态 方程有 下 式 ：
某 石化公 司催化 装 置在需 要对 现有 催 化剂储 存 及 回收 系统 进行 了改 造 ，新 增 了一个 催 化剂 细粉 罐 ， 以对 三 旋细 粉进 行 回收定 点排 放来 减少 污染 ，同时 可 用 于平衡 催 化剂 的 回收 。罐顶设 有抽 真 空 系统给 催 化剂 提供 输送 动力 ，由于罐 内介 质 为催化 剂颗 粒 ， 为保 证 催化 剂 颗粒不 会 混入抽 真 空系 统 ，需在 此催 化 剂罐 的顶 部设 旋 风分 离器将 储 罐与抽 真 空 系统相 连 ，下 面 以此项 目为 例介 绍关 于旋 风分 离器 的选 型 。
图 ２ 标 准 旋 风 分 离器 结构 图